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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Phase, time and correlations in free electron wave packets

Descripción del proyecto

Un interferómetro ultrarrápido para desentrañar la fase de los electrones

La emisión de electrones es la base de procesos que van desde la fotoionización hasta los daños por radiación. La espectroscopia puede medir la intensidad de los electrones emitidos. Sin embargo, es ciego al parámetro que codifica el tiempo y la coherencia del proceso de ionización y vincula el electrón libre a su estado ligado anterior. El equipo del proyecto Timing-FreePhase, financiado con fondos europeos, pretende desarrollar un interferómetro ultrarrápido de electrones libres que cree y recombine réplicas de un paquete de ondas de electrones mediante campos de luz sincronizados con precisión. Mediante la lectura de las interferencias resultantes, en el proyecto se pretende revelar la fase. También se podrá rastrear la dinámica de los electrones en átomos y moléculas, y sondear las correlaciones cuánticas y el entrelazamiento con una claridad sin precedentes.

Objetivo

Electron emission from matter is a widespread phenomenon in nature, with examples including the photoionization of atoms and molecules, photoemission from solids, and the release of electrons due to ionizing radiation in biology. Complete information about the emitted electrons is contained in the amplitude and phase of their wave packets. While state-of-the-art electron spectroscopy routinely accesses the amplitude of these wave packets, the phase of free electron wave packets remains inaccessible. My team and I aim to develop an experimental technique to measure the phase of free electron wave packets without interfering with their creation mechanism. This will be groundbreaking, as the phase of the free electron wave packet carries information about the quantum mechanical properties of photoionization and the electron in its bound state prior to ionization.
We will accomplish this task by constructing a novel, microscopic, ultrafast free-electron-interferometer, in which replicas of the initial free electron wave packet are generated, shifted in momentum space, and brought to interference. At the heart of this innovative interferometric scheme are two crossed pulsed standing light waves that interact with the wave packet after its creation on femtosecond timescales. We will scale this approach to be applicable to correlated few-body wave packets by combining the light field interferometer with coincident multi-particle detection in a COLTRIMS reaction microscope.
Employing this groundbreaking method, we will address three objectives: (1) We will investigate the time evolution of the phase of an atomic photoelectron wave packet with a linear and with a helical interferometer made from light carrying orbital angular momentum. (2) We will study wave packets emitted from molecules, including chiral molecules. (3) We will examine correlations and entanglement within two-electron wave packets and between photoelectrons and their parent ions

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-2023-ADG

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Institución de acogida

JOHANN WOLFGANG GOETHE-UNIVERSITAET FRANKFURT AM MAIN
Aportación neta de la UEn
€ 2 457 443,00
Dirección
THEODOR W ADORNO PLATZ 1
60323 Frankfurt Am Main
Alemania
Región
Hessen Darmstadt Frankfurt am Main, Kreisfreie Stadt
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 2 457 443,00

Beneficiarios (1)