2009 nannte es das Journal Nature Physics die "Ionisations-überraschung". Bislang gingen Physiker davon aus, dass sie die Ionisation von Atomen durch starke Laserfelder gut verstehen würden. Aber als sie Edelgasatome mit relativ langwelligem (einige µm) Laserlicht ionisierten, konnten sie unerwartet langsame Elektronen beobachteten, die durch die gängigen Theorien nicht zu erklären waren. In der aktuellen Ausgabe von Physical Review Letters haben Wissenschaftler der Universität Rostock, des Heidelberger Max-Planck-Instituts für Kernphysik und des Max-Born-Instituts diese Beobachtung nun erklärt.
Die Ionisation von Atomen durch starke Laserfelder spielt heute in Ultrakurzpuls-Laserlaboren eine wichtige Rolle. Der Prozess ist die Grundlage für wichtige Verfahren wie zum Beispiel die Erzeugung Hoher Harmonischer Photonen, die wiederum die Herstellung von Attosekunden-Laserpulsen (1 as = 10-18 s) ermöglichen. Mit Hilfe dieser Technik können tomographische Verfahren entwickelt werden, die die Beobachtung ultraschneller Elektron- und Atombewegungen auf einer Zeitskala von Attosekunden bis hin zu einigen Femtosekunden (1 fs = 10-15 s) erlauben. Bereits seit einigen Jahrzehnten verwenden Physiker theoretische Methoden, mit denen sie die Starkfeld-Laserionisation beschreiben. Sie basieren üblicherweise auf der sogenannten „Starkfeld-Näherung“ (SFA). Diese nimmt an, dass nach der Ionisation die Bewegung des freien Elektrons weitgehend durch das elektrische Feld des ionisierenden Lasers bestimmt wird, während die Coulomb-Kraft zwischen dem Elektron und dem zurückbleibenden Ion kaum eine Rolle spielt.