Pour la première fois, une équipe de recherche internationale sous la direction du Prof. Dr. Giuseppe Sansone à l'Institut de Physique de l'Université de Fribourg a pu caractériser complètement l'évolution complexe des champs électriques faibles. L'équipe vient de publier ses résultats de recherche dans la revue scientifique Photonique de la nature .

Les impulsions lumineuses sont des ondes électromagnétiques. Leurs caractéristiques telles que le sens d'oscillation, la durée et l'intensité dépendent de l'évolution spatio-temporelle de leurs champs électriques et magnétiques. Ces deux vecteurs peuvent suivre des trajectoires complexes lorsqu'une impulsion lumineuse se propage - par exemple, ils peuvent se déplacer le long d'un cercle, un elliptique ou décrire toute variation de celui-ci. Le mouvement s'effectue sur une échelle de temps de plusieurs centaines d'attosecondes, ce qui est beaucoup plus rapide que n'importe quel appareil électronique ou optoélectronique ordinaire peut mesurer :une attoseconde est un milliardième de milliardième de seconde.

Afin d'observer comment le champ électrique se déplace de toute façon, l'équipe a développé une méthode utilisant un laser dit attoseconde. « Grâce à ce nouvel outil, nous avons pu produire des électrons sous forme de paquets d'ondes qui ne durent que quelques centaines d'attosecondes, " explique Sansone. Au cours de leur dynamique, les électrons sont très sensibles à tout type de perturbation externe. Les chercheurs ont exploité cette caractéristique pour modifier les trajectoires des électrons avec de faibles impulsions de lumière visible. Ils ont alors pu mesurer comment les trajectoires avaient été modifiées, en déduisant ainsi l'intensité et la direction du champ électrique. « Notre méthode permettra aux chercheurs à l'avenir d'avoir une caractérisation complète de la dynamique électronique des solides en mesurant la lumière visible réfléchie à sa surface, " dit Sansone.

Chercheurs de l'Université d'Iéna, Institut Max Planck de physique nucléaire à Heidelberg, l'Institut national de métrologie d'Allemagne (PTB) à Braunschweig et le Politecnico à Milan et l'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie (Institut de photonique et de nanotechnologie) à Padoue, Italie, contribué de manière significative à ces conclusions.