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CORDIS - Résultats de la recherche de l’UE
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Phase, time and correlations in free electron wave packets

Description du projet

Un interféromètre ultrarapide pour dévoiler la phase des électrons

L’émission d’électrons sous-tend des processus allant de la photoionisation aux dommages causés par les rayonnements. La spectroscopie peut mesurer l’intensité des électrons émis. Elle ne tient toutefois pas compte du paramètre qui code le temps et la cohérence du processus d’ionisation et qui relie l’électron libre à son état lié antérieur. Le projet Timing-FreePhase, financé par l’UE, entend développer un interféromètre à électrons libres ultrarapide qui crée et recombine des répliques d’un paquet d’ondes électroniques à l’aide de champs lumineux programmés avec précision. En lisant les interférences qui en résultent, le projet entend en révéler la phase. Il pourra également suivre la dynamique des électrons dans les atomes et les molécules, et sonder les corrélations quantiques et l’enchevêtrement avec une clarté sans précédent.

Objectif

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

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2023-ADG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

JOHANN WOLFGANG GOETHE-UNIVERSITAET FRANKFURT AM MAIN
Contribution nette de l'UE
€ 2 457 443,00
Adresse
THEODOR W ADORNO PLATZ 1
60323 Frankfurt Am Main
Allemagne
Région
Hessen Darmstadt Frankfurt am Main, Kreisfreie Stadt
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 457 443,00

Bénéficiaires (1)