Attosekunden-Pump Attosekunden-Probe Innerschalen-Spektroskopie

• Antragsteller: Dr. Bernd Schütte
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 471478110

Multielektronen-Dynamiken und Elektronen-Korrelation sind von fundamentaler Bedeutung in fast allen physikalischen Systemen wie Atomen, Molekülen, Nanostrukturen und Festkörpern. Der Auger-Zerfall ist ein reines Beispiel einer Elektronen-Korrelation und spielt sich typischerweise auf einer Zeitskala von wenigen Femtosekunden ab. Um diese Prozesse direkt in der zeitlichen Domäne erforschen zu können, werden extrem kurze Laserpulse benötigt. Während die einfachsten Auger-Prozesse, die als Folge der Korrelation zwischen zwei Elektronen auftreten, vergleichsweise gut verstanden sind, kann man das gleiche nicht über Auger-Zerfälle sagen, bei denen mehr als zwei Elektronen involviert sind. Das Ziel dieses Projektes ist es, Auger-Prozesse in Xenon, bei denen die Korrelation zwischen mehr als zwei Elektronen wichtig ist, mithilfe der neuen Methode der Attosekunden-Pump Attosekunden-Probe Innerschalen-Spektroskopie zu untersuchen Da dies die Erzeugung von intensiven Attosekunden-Pulsen erfordert, werden wir ein Schema zur Skalierung von intensiven extrem-ultravioletten (XUV) Pulsen in der Höheren Harmonischen Generation (HHG) in einer 18 Meter langen Beamline anwenden, das wir kürzlich entwickelt haben. Höhere Harmonische werden mithilfe von wenigen Femtosekunden langen Nah-Infrarot Strahlen in Neon erzeugt werden mit dem Ziel, intensive isolierte Attosekunden-Pulse in der Region um 90 eV zu erzeugen. Zwei Energie-selektierte XUV-Pulse werden mit einer Teil-und-Verzögerungs-Einheit erzeugt werden. Ein Innerschalen-Loch in Xenon wird dann durch die Absorption eines XUV-Photons vom Attoksekunden-Pumppuls induziert. Die Relaxation dieser Innerschalen-Vakanz wird mithilfe des verzögerten Attosekunden-Probepulses geprobt werden. Durch die Anwendung unterschiedlicher Photonenenergien des Probepulses wird es möglich sein, einfache und doppelte Auger-Zerfälle zu untersuchen sowie Auger-Kaskaden und die Relaxation von Zuständen mit zwei Innerschalen-Löchern. Die erzielten Ergebnisse werden einen Maßstab für theoretische Modelle darstellen, die Elektronen-Korrelationen beschreiben. Die zu entwickelnde Technik der Attosekunden-Pump Attosekunden-Probe Innerschalen-Spektroskopie kann in der Zukunft für die Untersuchung von Elektronen-Dynamiken in Atomen, Molekülen und Festkörpern auf extrem kurzen Zeitskalen verwendet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Agapi Emmanouilidou