Description du projet
Contrôler la torsion de la lumière dans le temps pour développer des applications nanomagnétiques ultra-rapides
L’interaction de la lumière, ou des photons, avec la matière est un phénomène qui sous-tend des applications multiples, allant des dispositifs d’imagerie à la transmission de données par fibre optique en passant par les ordinateurs quantiques. La lumière en torsion (lumière présentant un moment angulaire orbital) interagit de manière unique avec la matière, et l’exploitation de sa puissance pourrait ouvrir la porte à de nouvelles expériences et applications résultant de la production de mouvement mécanique dans la matière à l’échelle nanométrique avec des photons. Récemment, les scientifiques ont démontré la possibilité de faire varier la torsion dans le temps avec une impulsion lumineuse produite à l’aide d’harmoniques à haute fréquence. Avec le projet ATTOSTRUCTURA, financé par l’UE, ces scientifiques entendent élaborer les bases théoriques et expérimentales d’un magnétisme ultra-rapide en exploitant des rayons X ultra-courts avec des moments angulaires. Cela pourrait ouvrir la voie à un enregistrement magnétique à haut débit pionnier.
Objectif
Light is one of today’s most powerful tools for exploriLight is one of today’s most powerful tools for exploring nature at the frontier of the human knowledge. The rapid development of laser technology allow us today to generate ultrashort pulses of coherent structured light: light fields with custom spatial and temporal properties, such as intensity, phase and angular momentum. The later one represents one of the most interesting light properties nowadays, as topological light beams carrying angular momentum interact with matter differently, introducing mechanical motion to micro and nano-structures, and affecting fundamental excitation rules. High-order harmonic generation (HHG) stands as a unique mechanism to provide coherent flashes of light with outstanding properties: its radiation spectrum expands from the vacuum ultraviolet to the soft x-rays; it can be synthesized in pulses as short as several attoseconds (10^-18 seconds): and it can be structured in its angular momentum properties. This proposal represents a timely opportunity to explore the ground-breaking opportunities offered by attosecond structured x-ray sources. It conveys computing light-matter interaction in extreme conditions, which requires an extraordinary effort in the elaboration of new theoretical tools to design, propose and guide future experiments at the frontier of ultrafast science. We shall pioneer the new scenario of angular momenta in structured ultrashort x-rays –the most complex coherent pulses to date–. It is not difficult to envision a new era in ultrafast nanotechnology that makes use of these x-ray sources. In particular we shall pioneer their application to nanoscience and ultrafast magnetism. We aim to establish the grounding principles of attomagnetism, taking advantage of the unique opportunity offered by structured light pulses to induce pure attosecond magnetic fields, which could set the precedents of high-rate magnetic recording through ultrafast magnetization reversal.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
37008 Salamanca
Espagne