Lasergetriebene Elektronenrekollision erinnert sich an die Molekülorbitalstruktur

Wissenschaftler vom Max-Born-Institut in Berlin haben durch eine Kombination modernster Experimente und numerischer Simulationen eine grundlegende Annahme der Starkfeld-Physik untersucht. Ihre Ergebnisse verfeinern unser Verständnis von starkfeldgetriebenen Prozessen, wie der Erzeugung hoher Harmonischer (HHG) und der laserinduzierten Elektronendiffraktion (LIED). Die Forschungsergebnisse sind in "Science Advances" erschienen.

Starke Laserpulse im Infrarotbereich können ein Elektron aus einem Molekül herauslösen (Ionisierung), es dann in den freien Raum hinausbeschleunigen und seine Bewegungsrichtung umkehren (Propagation) und es schließlich wieder mit dem Molekül zur Kollision bringen (Rekollision). Diese Prozesse bilden das sogenannte Dreischrittmodell, das innerhalb der Starkfeld- und Attosekunden-Physik breite Anwendung findet. Bei der Rekombination kann das Elektron dann z.B. mit seinem Mutterion rekombinieren, was zur Erzeugung hoher Harmonischer führt, oder elastisch an ihm streuen, wie bei der laserinduzierten Elektronendiffraktion.

Eine häufig gebrauchte grundlegende Annahme in der Attosekunden-Physik ist, dass die ursprüngliche Struktur des ionisierten Elektrons im Propagationsschritt "ausgewaschen" wird, das Elektron also die Information über das Orbital, aus dem es stammt, verliert. Bis jetzt wartete diese Annahme in Molekülen noch auf ihre Überprüfung.

Eine kombinierte experimentelle und theoretische Studie am Max-Born-Institut hat nun die starkfeldgetriebene Elektronenrekollision im Molekül 1,3-trans-Butadien untersucht. Bei diesem Molekül führt die Wechselwirkung mit dem Laserfeld vor allem zur Ionisierung der beiden am schwächsten gebundenen Elektronen, die sehr unterschiedliche Dichten aufweisen (siehe Abbildung 1). Die anspruchsvollen Experimente und Simulationen ermöglichten es den Wissenschaftlern, für beide zurückkehrenden Elektronen getrennt die Rückstreuwahrscheinlichkeit in große Streuwinkel zu bestimmen. Sowohl im Experiment als auch in den Simulationen unterschied sich diese Wahrscheinlichkeit deutlich zwischen den beiden Elektronen. Diese Befunde zeigen klar, dass die zurückkehrenden Elektronen strukturelle Informationen über ihren Ausgangszustand enthalten.

Publikationen des MBI

erweiterte Suche
Suchergebnisse

Publikationen von 2026

Sortieren: Jahr Autor Titel Journal
A1-P-2026.01
Fragmentation dynamics of CS2 dications and trications following S 2p ionization

F. Allum, C.-S. Lam, B. Erk, H. Bromberger, P. H. Bucksbaum, M. Britton, M. Burt, N. Ekanayake, I. Gabalski, D. Garg, E. Gougoula, D. Heathcote, A. J. Howard, P. Hockett, D. M. P. Holland, S. Kumar, J. W. L. Lee, J. McManus, J. Mikosch, D. Milešević, R. S. Minns, C. C. Papadopoulou, C. Passow, W. O. Razmus, A. Röder, D. Rolles, A. Rouzée, M. S. Schuurman, A. Simao, A. Stolow, A.-T. Noor, J. Unwin, C. Vallance, T. Walmsley, M. Brouard, R. Forbes

Journal of Chemical Physics 164 (2026) 024304/1-16

URL, DOI oder PDF

A3-P-2025.28
Few-cycle pulses with 40 W average power at 100 kHz from a flat-top pumped OPCPA

H. Kassab, V. Fortin, M. Lavastre, L. Oppermann, G. Arisholm, T. Witting, M. J. J. Vrakking, S. Petit, F. J. Furch

Optics Express 34 (2026)

URL, DOI oder PDF

A3-P-2026.01
Apparatus for broadband, time-resolved measurements of laser-induced reflectivity transients with sub-10 fs resolution

H. M. Wrigge, T. Held, P. D. Ndione, T. Nagy, B. Rethfeld, P. Simon

Optics & Laser Technology 193, Part B (2026) 114354/1-8

URL, DOI oder PDF

B1-P-2025.17
Excitation of spin waves in ferrimagnetic alloy via optical transient grating spectroscopy

M. Brioschi, P. Carrara, N. N. Khatu, N. Berndt, P. R. Miedaner, D. Dagur, G. Vinai, D. Engel, C. von Korff Schmising, S. Bonetti, K. A. Nelson, G. Panaccione, G. Rossi, A. A. Maznev, R. Cucini

Advanced Photonics Research 7 (2026) e202500233/1-5

URL, DOI oder PDF

B1-P-2025.18
Soft X-ray imaging with coherence tomography in the water window spectral range using highharmonic generation

J. Reinhard, F. Wiesner, M. Hennecke, T. Sidiropoulos, S. Kaleta, J. Späthe, J. J. Abel, M. Wünsche, G. Schmidl, J. Plentz, U. Hübner, K. Freiberg, J. Apell, S. Lippmann, M. Schnürer, S. Eisebitt, G. G. Paulus, S. Fuchs

Light: Science & Applications 15 (2026) 79/1-10

URL, DOI oder PDF

B4-P-2026.01
Studies on multiferroics with weak magnetoelectric coupling using Green's function method

P. Balasubramanian, M. Sharma, T. Nishanth, K. Vikram

Physical Review B 724 (2026) 418166/1-7

URL, DOI oder PDF

C1-P-2025.03
Transient electronic polarizability of β-carotene from ultrafast terahertz Stark spectroscopy J. Zhang, C. Jaschke, B. P. Fingerhut, T. Elsaesser Journal of Physical Chemistry Letters Online (2026)

URL, DOI oder PDF

C3-P-2025.04
Light wave induced nanosecond-long persistent state in the Dirac semimetal Cd3As2

A. Ghalgaoui, P. Pilch, T. Kang, M. Runge, S. Kovalev, Y. Yang, F. Xiu, Z. Wang

Physical Review B 113 (2026) L041106/1-7

URL, DOI oder PDF

T1-P-2026.01
Keldysh approach to calculating the ionization rate in strong two-color fields

V. Tamulienė, I. Babushkin

Physical Review A 113 (2026) 013512/1-24

URL, DOI oder PDF

T1-P-2026.02
Encoding and manipulating ultrafast coherent valleytronic information with lightwaves

F. Gucci, E. B. Molinero, M. Russo, P. San-Jose, F. V. A. Camargo, M. Maiuri, M. Y. Ivanov, Á. Jiménez-Galán, R. E. F. Silva, S. Dal Conte, G. Cerullo

Nature Photonics online (2026) 1-10

URL, DOI oder PDF

T2-P-2026.01
Geometry of chiral temporal structures. I. Physical effects

A. F. Ordonez, A. Roos, P. M. Maier, P. Decleva, D. Ayuso, O. Smirnova

Physical Review A 113 (2026) 013110/1-

URL, DOI oder PDF

T2-P-2026.02
Geometry of chiral temporal structures. II. The formalism A. Roos, P. M. Maier, A. F. Ordonez, O. Smirnova Physical Review A 113 (2026) 013111/1-8

URL, DOI oder PDF