Nowe spojrzenie na interakcje multi-elektronowe

Fizyka attosekundowa otworzyła drzwi do obserwacji w czasie rzeczywistym i kontroli w dziedzinie czasu dynamiki elektronów w skali atomowej. Badanie korelacji elektronowych - interakcji między elektronami - poprzez ultrakrótkie impulsy laserowe doskonale sprawdza się w badaniu zarówno podejść kwantowych, jak i klasycznych. Rezultaty uzyskane przy użyciu obu strategii można porównać z aktualnymi wynikami doświadczalnymi.

Niemniej jednak główną zaletą aproksymacji klasycznej względem mechaniki kwantowej jest skalowanie funkcji potęgowej jej reprezentacji w korelacji elektronowej z rozmiarem systemu. Mając to na uwadze, zespół finansowanego przez UE projektu "Transition states for multielectron ionization phenomena" (TRANS-MI) szuka sposobu na zbadanie procesów atomowych i molekularnych w silnych interakcjach elektron-elektron z użyciem narzędzi dynamiki nieliniowej i fizyki chemicznej. Projekt TRANS-MI ma przede wszystkim na celu stworzenie ram analogicznych do teorii stanu przejściowego, dla reakcji chemicznych. Powinno to pomóc lepiej zrozumieć rolę interakcji elektronowych pod wpływem silnych, ultrakrótkich impulsów laserowych.

Naukowcy odkryli procesy odpowiedzialne za występowanie wywołanej ponownym zderzeniem niesekwencyjnej podwójnej jonizacji w obecności silnego, spolaryzowanego kołowo pola laserowego. W oparciu o te rezultaty wykazali także, że niektóre z kluczowych orbit okresowych napędzających proces ponownego zderzenia są bezpośrednio powiązane z kołowo spolaryzowaną generacją wysokiej harmonicznej. Biorąc pod uwagę fakt, że scenariusz konwencjonalnego ponownego zderzenia jest oparty na hipotezach sprzecznych, opracowano czysto klasyczny scenariusz ponownego zderzenia. Ten zmodyfikowany scenariusz oparto na określonej orbicie okresowej, która napędza proces ponownego zderzenia.

Kolejnym zadaniem było zbadanie dynamiki w stanie przejścia dla reakcji wymiany wodoru. Wraz ze wzrostem energii, dynamika w stanie przejścia staje się coraz bardziej chaotyczna. Naukowcy odkryli, że stan przejściowy początkowo traci, a następnie niespodziewanie odzyskuje swoją normalną hiperboliczność. Dlatego też ważne struktury przestrzeni fazowej teorii stanu przejściowego powinny istnieć przy większości energii powyżej wartości progowej.

Uczestnicy projektu TRANS-MI zorganizowali warsztaty i sesje szkoleniowe dotyczące wielu różnych tematów, aby zapewnić nowemu pokoleniu badaczy rozległe, multidyscyplinarne podstawy. Wyniki projektu opisano na łamach czasopism naukowych.