Descripción del proyecto
Cómo los electrones podrían ayudarnos a ver de cerca enlaces que cambian dinámicamente
Las técnicas ópticas para visualizar el mundo que nos rodea han avanzado extraordinariamente desde los primeros microscopios ópticos de hace unos cuatrocientos años. Las técnicas de imagenología de campo fuerte ultrarrápidas basadas en campos fuertes generados por láser nos impulsan hacia el futuro. Estamos a las puertas de poder observar la dinámica molecular en tiempo real: la formación y ruptura de enlaces y las reacciones químicas en curso con una resolución temporal de attosegundos (la milmillonésima parte de una milmillonésima de segundo). Sin embargo, hasta hace poco los modelos teóricos en los que se basan estas técnicas de imagenología habían pasado por alto el espín del electrón y el acoplamiento espín-órbita (entre el espín del electrón y su órbita alrededor del núcleo). El proyecto financiado con fondos europeos SSFI integra modelos numéricos de vanguardia con mediciones experimentales singulares de procesos de campo fuerte para desarrollar una descripción matemática que facilite el uso de tecnologías pioneras de imagenología molecular ultrarrápidas.
Objetivo
Molecular movies depicting chemical reactions via attosecond (10^-18 s) snapshots, which vastly improve our understanding of molecular dynamics is within our grasp. Strong-field imaging techniques under development, such as photoelectron holography, promise just this. However, up until very recently all strong-field theoretical models have neglected spin and spin-orbit coupling. Initial work including spin in the initial state, along with recent experiments, has shown that spin in strong-field processes is vitally important, leading to different ionisation probabilities which in turn may alter the all important electron dynamics. In this project, I will utilise and develop cutting edge theoretical frameworks to fully include electron spin for strong-field processes in atoms and molecules. I will develop a semi-analytic model, which fully includes spin and spin-orbit coupling for single active electron and two active electron cases. This is motivated by the long history of semi-analytic methods that have been developed in this field, which have enabled unprecedented access into the electron dynamics for strong-field processes. As such, developing a model for spin will reveal deep new physical insight. I will validate the methodology by exploiting my supervisors expertise and contacts, collaborating with theorists employing complementary cutting-edge numerical models and with the only group of experimentalists to have performed spin measurements on strong-field processes. A proper treatment will allow more advanced and robust imaging techniques. I will explore the use of spin to enhance existing imaging processes such as photoelectron holography. Furthermore, I will develop the semi-analytic model for two electrons and explore spin entanglement and correlation with momentum in two-electron ionisation processes, to design entirely new imaging procedures. This analysis will also open up the possibility of exploiting this system for quantum information purposes.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
8000 Aarhus C
Dinamarca