Bizirkulare Attoclock mit Molekülen

• Antragsteller: Professor Dr. Manfred Lein
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 498967973

In diesem Theorieprojekt untersuchen wir die Elektronendynamik in zweiatomigen Molekülen auf der Attosekundenzeitskala. Wir verwenden eine speziell maßgeschneiderte Form intensiven Lichts, bekannt unter der Bezeichnung bizirkulares Feld, die durch Superposition zweier gegenläufig rotierender zirkular polarisierter Laserfelder verschiedener Farbe entsteht. Die zeitabhängige Schrödingergleichung wird gelöst, um die Impulsverteilungen der Photoelektronen zu berechnen, die bei der Ionisation von Molekülen durch bizirkulare Felder erzeugt werden. Aus diesen Ergebnissen schließen wir auf die Entwicklung der Starkfeldionisation auf der Attosekundenzeitskala (daher der Name Attoclock) sowie die Abhängigkeit von der Molekülorientierung. Die Position des Maximums in der Impulsverteilung liefert Information über die Trajektorie des auslaufenden Elektrons. Auf diese Weise dient die Attoclock als ein Nano-Lineal, um den Geburtsort des Elektrons und die asymptotische Form des Potentials zu ermitteln. Die Ionisationszeit für einen gegebenen Impuls erhalten wir durch Analyse der Reaktion auf ein zusätzliches Probe-Feld mit variabler Zeitverzögerung.Anders als frühere Attoclock-Methoden, die nahezu zirkular polarisiertes Licht verwenden, hat das bizirkulare Feld die erstrebenswerte Eigenschaft, dass es derart maßgeschneidert werden kann, dass die Richtung des ionisierenden Feldes fast konstant während der Emission des Elektrons ist. Außerdem vermeidet dieses Feld im Gegensatz zu gewöhnlicher linearer Polarisation das Auftreten vom Komplikationen wie Rescattering oder Interferenz zwischen Elektronentrajektorien.Um die numerisch berechneten Impulsverteilungen zu analysieren und interpretieren, verwenden wir Modelle, die sich auf Newtonsche Elektronentrajektorien stützen. Insbesondere erweitern wir die Methode der klassischen Rückpropagation von Atomen auf Moleküle. Weiterhin verwenden wir eine trajektorienfreie, rein quantenmechanische Methode, um die Ionisationszeit aus einer Integraldarstellung der zeitabhängigen Schrödingerleichung zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen