Feldern auf den Zahn gefühlt
Attosekunden-Interferometrie ermöglicht Rekonstruktion schwacher elektromagnetischer Felder.
Einem internationalen Forschungsteam unter der Leitung von Giuseppe Sansone vom Physikalischen Institut der Universität Freiburg ist es erstmals gelungen, die komplexe Entwicklung des elektrischen Feldes von schwachen Lichtpulsen vollständig zu charakterisieren. Deren Schwingungsrichtung, Dauer und Intensität hängen davon ab, wie sich ihr elektrisches und ihr magnetisches Feld räumlich und zeitlich entwickeln. Diese beiden Vektoren können in komplexen Bahnkurven verlaufen, während sich ein Lichtpuls ausbreitet – sie können sich zum Beispiel entlang eines Kreises drehen, eine Ellipse oder eine beliebige Mischkombination beschreiben. Die Bewegung erfolgt auf der Zeitskala von einigen Hundert Attosekunden, was viel schneller ist, als jedes herkömmliche elektronische oder optoelektronische Messgerät erfassen kann.
Abb.: Das elektrische Feld bewegt sich in komplexen Bahnkurven, während sich ein Lichtpuls ausbreitet. (Bild: G. Sansone)
Um dennoch beobachten zu können, wie sich das elektrische Feld bewegt, hat das Team eine Methode entwickelt, bei der Attosekunden-
Die Wissenschaftler haben diese Eigenschaft ausgenutzt, um die Bahnkurven der Elektronen mit schwachen sichtbaren Lichtpulsen zu modifizieren. Daraufhin haben sie gemessen, wie sich diese Kurven verändert haben, und daraus die Intensität und die Richtung des elektrischen Feldes abgeleitet. „Mit unserer Methode wird es in Zukunft möglich sein, eine vollständige Charakterisierung der elektronischen Bewegung in Festkörpern zu erhalten, indem man das von ihrer Oberfläche reflektierte, sichtbare Licht misst“, sagt Sansone.
Forscher der Universität Jena, des Max-Planck-
ALU / DE
