Tudjuk, hogy ezen tulajdonságból adódóan térbeli interferencia léphet fel különböző pályák átfedésénél és kombinálódásánál; de mi lenne, ha továbbgondolnánk ezt a jelenséget? Mi lenne, ha időben tudnánk szabályozni a kvantuminterferenciát, ahol a különböző pillanatokban keletkezett elektronok átfednek és interferálnak? A Physical Review Letters című folyóirat egyik cikkében kutatók egy csapata egy általuk kifejlesztett új technikát, a csörpölt lézerimpulzussal keltett dinamikus interferenciát ismerteti a fotoionizáció során fellépő időbeli kvantuminterferencia manipulálására.
Időben változó központi frekvenciájú extrém ultraibolya impulzusok és intenzív infravörös lézerterek kombinációjával végzett kísérletükben a kutatók egyedülálló pontossággal irányították az elektronok mozgását. Az impulzus időzítésének és intenzitásának gondos beállításával úgy tudták szabályozni a fotoemissziós folyamatot, hogy a különböző időpontokban kibocsátott elektronok ugyanazt a végső energiát érték el, és ezáltal kvantumtrajektóriáik koherens módon interferáltak. Ez az interferencia jól meghatározott interferenciamintázatokat eredményezett a fotoelektron-spektrumokban, amelyek fontos információkat tártak fel a jelenség alapjául szolgáló ultragyors fizikáról.
Az élvonalbeli szimulációk és a szegedi ELI ALPS Lézeres Kutatóintézetben végzett egyedülálló kísérletek most először szolgáltattak egyértelmű kísérleti bizonyítékot e nehezen megmérhető, ám régóta sejtett jelenségről, amely tanulmányozása mindeddig lehetetlen volt a jelenséget elfedő, párhuzamosan lezajló többfotonos interferenciahatások mellett.
A felfedezéshez szükséges komplex feltételek biztosításával az ELI ALPS kutatói kulcsszerepet játszottak a kísérlet alatt felmerült kihívások leküzdésében. A Lundi Egyetemen dolgozó társszerzők elméleti javaslata alapján két gondosan összehangolt és optikailag szinkronizált, egymástól nagyon eltérő színű – extrém ultraibolya és infravörös – fényimpulzust használtak, amelyekkel sikerült izolálni és külön tanulmányozni az említett atomi folyamatokat. A HR Condensed nyalábvonalon végzett mérés jól mutatja az ELI ALPS egyedülálló kísérleti képességeit az ultragyors tudomány határainak tágításában.
A tanulmány a Politecnico di Milano, a Lundi Egyetem, az IFN-CNR, az ETH Zürich és az ELI ALPS kutatói közötti szoros együttműködés eredményeként született meg.
Ez az áttörésnek számító módszer mélyebb ismereteket ad arról, hogyan reagál az anyag az intenzív lézerterekre kvantumszinten. Ezen új, hatékony eszköz birtokában a kutatók az attoszekundumos (10-18 másodperces) időskálán manipulálhatják az elektronok viselkedését, ami új lehetőségeket nyit meg a kvantumtechnológiák és az ultranagy sebességű elektronika előtt.
Fotók: Balázs Gábor