Electrones móviles capturados por luz ultravioleta brillante
Para poder echar un vistazo a algo tan pequeño y rápido como un electrón que se mueve entre átomos, moléculas o sólidos, se necesita una luz brillante con pulsos ultracortos en la escala de tiempo de los attosegundos. A fin de obtener este tipo de luz, durante los últimos años, los científicos han utilizado pulsos intensos de láser para iluminar una nube de gas ionizado débilmente. Este proceso se conoce como generación de armónicos elevados (HHG) y desplaza las longitudes de onda de la luz láser hacia longitudes de onda más cortas y genera pulsos con attosegundos de duración. En el proyecto ALPINE (Attosecond source from laser-plasma interaction), financiado por la Unión Europea, un grupo de científicos consiguió inducir HHG en objetivos con espejo de plasma iluminándolos con un pulso de láser de dos ciclos. Cuando un pulso de láser intenso incide sobre superficies pulidas, se genera un plasma denso que actúa como un espejo. Esta interacción plasma-láser da lugar a la generación de ráfagas de attosegundos de luz ultravioleta extrema, más cortas y más brillantes. El trabajo de los científicos dio lugar a la primera demostración experimental de HHG en el límite relativista. Con intensidades por encima de cierto límite, la luz láser acelera los electrones objetivo hasta casi la velocidad de la luz. Para alcanzar este objetivo, ALPINE introdujo muchas mejoras al sistema de láser existente con el fin de obtener un contraste temporal excelente. El pedestal se redujo en muchos órdenes de magnitud combinando un filtro temporal de ondas con polarización cruzada y un espejo de plasma. El control de la dispersión del sistema láser dio lugar a la eliminación de los pulsos previos parásitos. Una observación importante que apunta hacia el hecho de que los armónicos relativísticamente elevados dan lugar a la generación de pulsos de láser de attosegundos fue que la HHG depende de la fase de envolvente de portadores del pulso láser. ALPINE mostró que HHG es un requisito previo para la attofísica; la novedad fue que en el proyecto se iluminó el objetivo con pulsos de láser de dos ciclos, en lugar de las fuentes de láser tradicionales de varios ciclos, con el fin de generar pulsos de attosegundos. Los logros del proyecto permitirán analizar con mayor detalle la dinámica electrónica ultrarrápida en la materia.
Palabras clave
Pulsos de attosegundos, ultravioleta extremo, generación de armónicos elevados, interacción láser-plasma, láser de dos ciclos
