Le contrôle cohérent est une méthode pour manipuler les populations et les voies dans la matière par la lumière, et est actuellement l'un des domaines de recherche les plus attractifs en physique optique et en photochimie. Les lasers ont été considérés comme des sources lumineuses uniques permettant d'effectuer un contrôle cohérent, et, grâce au développement de la technologie laser, les recherches en cours évoluent rapidement vers le régime des longueurs d'onde ultraviolettes extrêmes.
Le rayonnement synchrotron des électrons relativistes est une lumière largement utilisée avec un spectre continu s'étendant jusqu'au domaine des rayons X durs. Le rayonnement synchrotron est généralement considéré comme étant de mauvaise cohérence temporelle, par conséquent, il n'a pas été conçu auparavant pour avoir une capacité cachée de contrôle cohérent. Yasumasa Hikosaka (Université de Toyama), Tatsuo Kaneyasu (Source de lumière SAGA/Institut des sciences moléculaires [IMS]), Masahiro Katoh (Université d'Hiroshima/IMS) et ses collègues ont démontré cette capacité en réalisant une interférométrie onde-paquet sur des paquets d'ondes d'électrons générés dans des atomes d'hélium.
Les chercheurs ont utilisé deux onduleurs identiques installés dans une section droite de l'anneau de stockage UVSOR-III à Okazaki, Japon. Les onduleurs jumeaux ont généré une paire de paquets d'ondes électromagnétiques polarisés linéairement, où chacun des paquets d'ondes lumineuses avait une durée d'environ 1,8 fs, et le temps de retard entre eux pourrait être ajusté avec une précision de l'attoseconde.
L'idée des chercheurs était que la cohérence longitudinale entre deux des paquets d'ondes lumineuses peut être utilisée pour mettre en œuvre un contrôle cohérent. Les chercheurs ont illuminé des atomes d'hélium avec le rayonnement synchrotron des onduleurs jumeaux, et généré dans l'hélium une paire de paquets d'ondes électroniques transcrite à partir de la paire de paquets d'ondes lumineuses. Ils ont démontré que les populations des états excités individuels peuvent être contrôlées en ajustant l'interférence entre les paquets d'ondes électroniques.
Cette expérience prototype a vérifié un nouveau cadre de contrôle cohérent avec le rayonnement synchrotron. Il n'y a aucune restriction technique à l'application de ce concept de contrôle cohérent à des longueurs d'onde plus courtes que les lasers pourraient bientôt atteindre. Cette capacité inexploitée du rayonnement synchrotron fera avancer la frontière de la technologie de contrôle cohérent.
