La ionización de campo fuerte se ha estudiado durante más de medio siglo. Sin embargo, el papel del giro de electrones durante este proceso se ha pasado por alto en gran medida. Sorprendentemente, nuestro estudio conjunto experimental y teórico muestra que existe la posibilidad de separar el giro hacia arriba o hacia abajoel electrón de un átomo puede ser muy diferente.
Como una propiedad fundamental del electrón, el espín juega un papel decisivo en la estructura electrónica de la materia, desde moléculas y átomos hasta sólidos, donde determina, por ejemplo, las propiedades magnéticas de la materia. Los pulsos ultracortos de electrones son herramientas únicaspara estudiar materiales, tanto su estructura como su dinámica, abriendo un rico campo de imágenes de difracción ultrarrápida. Dado que el espín electrónico es una variable esencial en la difracción, los pulsos ultracortos de electrones polarizados en espín agregarían una dimensión completamente nueva a este campo. Pero ¿dónde podría unoobtener esos pulsos?
Una forma es utilizar la ionización en campos láser fuertes. Este proceso produce naturalmente electrones en ráfagas ultracortas. Las explosiones duran solo una pequeña fracción del ciclo láser cuando se liberan de los límites del potencial de unión. Pero estas explosiones de electronesestar polarizado por giro? Sorprendentemente, hasta hace muy poco, esta pregunta nunca se ha hecho.
Esta situación ahora ha cambiado con el trabajo experimental y teórico conjunto de Alexander Hartung et al, inspirado en la predicción teórica anterior de I. Barth y O. Smirnova Phys. Rev. A 88, 013401, 2013.De los átomos de Xe, los autores presentan la primera detección experimental de polarización de espín de electrones creada por ionización de campo fuerte. Se encontró que la polarización de espín medida era tan alta como 30%, cambiando su signo con la energía de electrones. Este trabajo abre el nuevodimensión del espín a la física de campo fuerte: allana el camino para la producción de pulsos de electrones polarizados por espín subfemtosegundos con aplicaciones que van desde la exploración de las propiedades magnéticas de la materia en escalas de tiempo ultrarrápidas hasta la prueba de sistemas moleculares quirales con subfemtosegundos temporales y sub-ångström resoluciones espaciales.
El documento también muestra que la polarización de espín es importante durante la recolisión electrónica de electrones con el ión padre, cuando dicha recolocación es inducida por el campo láser elíptico. Dado que en la colisión electrónica de electrones con el ión padre el electrón está completamente controladoPor el campo del láser, la dinámica ahora puede estudiarse no solo con una resolución espacial de attosegundo temporal y angstrom, sino también con sensibilidad al espín. Esto permitiría que las moléculas quirales se sondeen con resolución temporal de subfemtosegundo y resolución espacial de sub-ångström. Finalmente,La polarización por rotación del electrón expulsado está firmemente vinculada a la creación del ion padre en un estado inicialmente polarizado por rotación.
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Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin eV FVB . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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