La question du temps nécessaire à une particule pour traverser une barrière de potentiel a suscité un débat de longue date depuis les débuts de la mécanique quantique. Pour résoudre ce problème, des scientifiques chinois ont proposé et démontré une nouvelle méthode de stries à l'échelle attoseconde pour déterminer avec précision le temps de tunnel d'un électron à partir d'un atome. Les résultats expérimentaux ont montré que le temps d'effet tunnel est proche de zéro avec une précision de quelques attosecondes.

La synchronisation de la photoionisation est essentielle pour notre compréhension de la façon dont la lumière et la matière interagissent au niveau le plus fondamental. L'avènement des métrologies attosecondes nous permet d'accéder aux informations temporelles sur l'échelle naturelle des électrons dans les atomes et les molécules. L'attoclock est un outil puissant qui peut accéder à une courte échelle de temps et dans lequel un champ laser polarisé presque circulairement est utilisé pour cartographier le temps de tunnel d'un électron à l'angle de décalage du spectre d'impulsion des photoélectrons dans le plan de polarisation du laser.

Cependant, la reconstruction précise du temps d'ionisation à partir de l'angle de décalage présente une tâche théorique formidable, qui comprend le traitement de l'effet du potentiel de Coulomb et de la corrélation multiélectronique. Ainsi, la conclusion expérimentale du problème du temps d'effet tunnel dépend de la modélisation théorique de l'interaction de Coulomb. Jusqu'à présent, la question de savoir si le temps de tunnel est fini ou non est toujours en débat.

Dans un nouvel article publié dans Light :Science &Applications , une équipe de scientifiques, dirigée par le professeur Min Li, le professeur Yueming Zhou et le professeur Peixiang Lu du Laboratoire national d'optoélectronique de Wuhan et de l'École de physique de l'Université des sciences et technologies de Huazhong, en Chine, a proposé et démontré un schéma pour déterminer expérimentalement la temps de tunneling dans une attoclock sans aucun calcul théorique. Dans ce schéma, un champ de deuxième harmonique perturbatif a été ajouté au champ de commande fondamental. En analysant la dépendance de phase relative du rendement de photoélectrons dans les PMD, le temps d'effet tunnel a été mesuré avec précision.

L'équipe a appliqué le schéma pour étudier le temps d'ionisation à effet tunnel de champ fort de l'atome d'argon et a déterminé que le temps d'effet tunnel est proche de zéro avec une précision de quelques attosecondes.

En utilisant le schéma actuel, l'équipe a en outre récupéré le temps d'ionisation des électrons avec différentes énergies. Ils ont découvert que le temps d'ionisation tunnel extrait de la mesure à l'angle d'émission le plus probable diminue avec l'augmentation de l'énergie des électrons, ce qui contredit la prédiction du modèle de trajectoire classique. Cela reste un sujet intéressant pour une enquête plus approfondie.

Le schéma est auto-référençant et indépendant de la modélisation théorique de l'effet Coulomb. L'extension de cette méthode aux molécules et même aux solides peut nous fournir non seulement la dynamique fondamentale de l'interaction laser-matière mais aussi le potentiel de récupération des informations géométriques des cibles. + Explorer plus loin

Décoder la dynamique des électrons