Вчені з Інституту нелінійної оптики і короткої імпульсної спектроскопії ім. М.М.Барна (МБІ) в Берліні об'єднали сучасні експерименти і чисельне моделювання, щоб перевірити фундаментальне припущення, що лежить в основі фізики сильного поля.
Їх результати покращують наше розуміння процесів сильного поля, таких як генерація високих гармонік (HHG) і лазерна дифракція електронів (LIED).
Сильні інфрачервоні лазерні імпульси можуть витягувати електрон з молекули (іонізації), прискорювати його у вільному просторі, потім розгортати (поширювати) і, нарешті, стикатися з молекулою (повторення). Це широко використовувана триступенева модель фізики сильного поля.
На етапі повторного охолодження електрон може, наприклад, рекомбінувати з вихідним іоном, що призводить до виникнення високої гармоніки або упруго розсіюється, що призводить до лазерної дифракції електронів.
Одним з широко використовуваних припущень, що лежать в основі аттосекундної фізики, є те, що на етапі поширення вихідна структура іонізованого електрона «розмивається», втрачаючи при цьому інформацію про вихідну орбіту. Досі це припущення не було експериментально підтверджено в молекулярних системах.
Комбіноване експериментальне і теоретичне дослідження в Інституті Макса Борна в Берліні вивчило динаміку релаксації електронів з сильним полем в молекулі 1,3-трансбутадієна. У цій молекулі взаємодія з сильним лазерним полем в основному пов'язана з іонізацією двох зовнішніх електронів, що володіють абсолютно різними щільностями.
Сучасні експерименти і симуляції дозволили вченим виміряти і вирахувати ймовірність переросіяння для кожного електрона окремо. Ці ймовірності виявилися зовсім різними як у вимірах, так і в симуляціях. Такі спостереження наочно демонструють, що електрони, які повертаються, зберігають структурну інформацію на їхній початковій молекулярній орбіталі.