Ao estender a interferometria de attossegundos ao domínio quântico, os pesquisadores revelaram como as interações laser-matéria ultrarrápidas codificam informações ópticas quânticas detalhadas
A ciência experimental do attosegundo é construída em torno da capacidade de gerar e controlar flashes de luz que duram bilionésimos de bilionésimo de segundo. Esses pulsos extremos podem ser criados por meio da geração de altos harmônicos (HHG), onde um intenso campo de laser expulsa elétrons de átomos ou sólidos e depois os força de volta, liberando rajadas de radiação ultravioleta extrema. Técnicas como esta transformaram a nossa capacidade de observar o movimento dos electrões na sua escala de tempo pure.
Para extrair informações desses processos ultrarrápidos, os físicos geralmente contam com a interferometria de attossegundos. Ao combinar um campo de laser forte com uma segunda cor mais fraca, diferentes trajetórias de elétrons interferem, imprimindo informações de tempo e fase nos harmônicos emitidos. Nos últimos anos, esses esquemas tornaram-se ferramentas padrão para metrologia e espectroscopia de attossegundos.
Em um artigo recente publicado em Studies on Progress in Physics, Javier Rivera Dean et al, revisitaram essa ideia de uma perspectiva óptica quântica. Tratando os campos de acionamento e os harmônicos emitidos como objetos quânticos em vez de objetos clássicos, eles analisaram como o controle interferométrico de attossegundos influencia as estatísticas dos fótons, as correlações e a estrutura do espaço de fase da luz gerada. Seus cálculos mostram que mesmo quando a radiação harmônica parece clássica em suas propriedades médias, seu estado quântico subjacente pode conter uma estrutura rica e mensurável.
O estudo também explora como o controle de fase interferométrico pode ser reaproveitado como uma sonda prática de características ópticas quânticas em regiões espectrais onde técnicas padrão, como a detecção homódina, não estão disponíveis. Isto representa uma nova abordagem para medir distribuições de espaço de fase através de reconstrução tomográfica: tomografia quântica de attosegundo.
Ao combinar a óptica quântica com técnicas comuns de attossegundos, o trabalho mostra como a ciência ultrarrápida está se tornando cada vez mais uma plataforma não apenas para observar o movimento dos elétrons, mas também para estudar a própria luz nas escalas de tempo mais curtas acessíveis em laboratório.
Quer saber mais sobre esse assunto?
A física dos pulsos de luz em attossegundos – IOPscience por P. Agostini e LF DiMauro (2004)