Fisica degli attosecondi
La fisica degli attosecondi, nota anche come attofisica o in generale scienza degli attosecondi, è una branca della fisica moderna che si occupa dei fenomeni di interazione luce-materia in cui impulsi fotonici nella scala degli attosecondi (1×10−18 s) vengono utilizzati per svelare i processi dinamici nella materia con una altissima risoluzione temporale.
Nel 2022, Anne L'Huillier, Paul Corkum e Ferenc Krausz hanno ricevuto il premio Wolf per la fisica per i loro contributi pionieristici alla scienza dei laser ultraveloci e alla fisica degli attosecondi. Nel 2023 L'Huillier e Krausz insieme a Pierre Agostini hanno vinto il Premio Nobel per la fisica «per i metodi sperimentali che generano impulsi di luce ad attosecondi per lo studio della dinamica degli elettroni nella materia».
Panoramica
[modifica | modifica wikitesto]La scienza degli attosecondi utilizza principalmente metodi spettroscopici per studiare il processo fisico di interesse. A causa della complessità di questo campo di studio, generalmente è necessaria un'interazione sinergica tra un apparato sperimentale all'avanguardia e strumenti teorici avanzati per interpretare i dati raccolti dagli esperimenti ad attosecondi.[1]
I principali campi di ricerca della fisica degli attosecondi sono:
- Fisica atomica: studio degli effetti di correlazione elettronica, ritardo della fotoemissione e tunnelling di ionizzazione.[2]
- Fisica molecolare e chimica molecolare: ruolo del moto degli elettroni negli stati eccitati molecolari (ad esempio processi di trasferimento di carica), fotoframmentazione e trasferimento di elettroni indotti da impulsi luminosi.[3]
- Fisica dello stato solido: studio della dinamica degli eccitoni in materiali 2D avanzati, movimento dei portatori di carica nei solidi nella scala dei petahertz, dinamica degli spin nei materiali ferromagnetici.[4]
Uno degli obiettivi principali della scienza degli attosecondi è fornire approfondimenti avanzati sulla dinamica quantistica degli elettroni negli atomi, nelle molecole e nei solidi, con la sfida a lungo termine di ottenere il controllo in tempo reale del movimento degli elettroni nella materia.[5]
Al 2023, il primato mondiale per l'impulso luminoso più breve generato dalla tecnologia umana è di 43 attosecondi.[6]
Note
[modifica | modifica wikitesto]- ^ Attosecond physics., in Reviews of Modern Physics, vol. 81, n. 1, February 2009, pp. 163–234, Bibcode:2009RvMP...81..163K, DOI:10.1103/RevModPhys.81.163.
- ^ Delay in photoemission (PDF), in Science, vol. 328, n. 5986, June 2010, pp. 1658–62, Bibcode:2010Sci...328.1658S, DOI:10.1126/science.1189401, PMID 20576884.
- ^ Attosecond Electron Dynamics in Molecules (PDF), in Chemical Reviews, vol. 117, n. 16, August 2017, pp. 10760–10825, DOI:10.1021/acs.chemrev.6b00453, PMID 28488433.
- ^ (EN) Strong-field and attosecond physics in solids, in Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, vol. 47, n. 20, 8 ottobre 2014, pp. 204030, Bibcode:2014JPhB...47t4030G, DOI:10.1088/0953-4075/47/20/204030, ISSN 0953-4075.
- ^ The physics of attosecond light pulses, in Reports on Progress in Physics, vol. 67, n. 6, 2004, pp. 813–855, Bibcode:2004RPPh...67..813A, DOI:10.1088/0034-4885/67/6/R01.
- ^ (EN) Streaking of 43-attosecond soft-X-ray pulses generated by a passively CEP-stable mid-infrared driver, in Optics Express, vol. 25, n. 22, October 2017, pp. 27506–27518, Bibcode:2017OExpr..2527506G, DOI:10.1364/OE.25.027506, PMID 29092222.
