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Des molécules changent dans un champ laser


Champ laser

Lorsque les molécules interagissent avec le champ oscillant d'un laser, un dipôle instantané, dépendant du temps, est induit. Cet effet très général est à la base de divers phénomènes physiques, tels que les pincettes optiques, pour lesquelles le prix Nobel de physique a été décerné en 2018, ainsi que l'alignement spatial de molécules par un champ laser.

Des scientifiques de l'institut d'optique non linéaire et de spectroscopie à impulsions courtes rendent compte d'une expérience publiée dans le Journal of Physical Chemistry Letters, qui révèle la dépendance de la réponse du dipôle entraîné à l'état lié d'un électron dans une molécule de méthyl iodine.

Le travail rapporté représente la première expérience de spectroscopie d'absorption transitoire attoseconde (ATAS) sur une molécule polyatomique. Dans une expérience ATAS, l’absorption de photons dans la gamme spectrale des ultraviolets extrêmes (XUV) (fournie sous la forme d’une impulsion attoseconde isolée ou d’un train d’impulsions attoseconde) est étudiée en présence d’un champ laser infrarouge intense, dont la phase relative avec Le respect du rayonnement XUV est contrôlé.

En effectuant une telle expérience sur des molécules, les chercheurs pourraient accéder à un régime spectral, dans lequel les transitions des noyaux atomiques vers la couche de valence peuvent être comparées aux transitions des noyaux vers la coque de Rydberg.

«Au départ, quelque peu surprenant, nous avons constaté que le champ infrarouge affecte les transitions faibles du noyau vers Rydberg beaucoup plus fortement que les transitions du noyau vers la valence, qui dominent l'absorption XUV», explique le scientifique.

L'article publié fait partie de son travail de doctorat.

Des simulations théoriques complémentaires ont révélé que les états de Rydberg dominaient l’absorption du XUV traité par laser en raison de leur haute polarisabilité. Fait important, l'expérience rapportée offre un aperçu du futur.

«En ajustant le spectre XUV sur différents fronts d’absorption, notre technique permet de cartographier la dynamique moléculaire du point de vue local de différents atomes rapporteurs intramoléculaires», explique le scientifique.

"Avec l'avènement des sources de lumière XUV attoseconde dans la fenêtre de l'eau, l'ATAS des couplages induits par la lumière dans les molécules devrait devenir un outil pour étudier les phénomènes ultra-rapides dans les molécules organiques", ajoute-t-il.

Dans ce régime de longueur d'onde, les transitions des orbitales principales dans les atomes d'azote, de carbone et d'oxygène sont localisées. Est à la pointe du développement de telles sources de lumière, ce qui permettra aux chercheurs d’étudier les éléments constitutifs de la vie.