Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézet Debrecen

1. Valósidejű megfigyelések atomi időskálán Tőkési Károly Magyar Tudományos Akadémia Atommagkutató Intézet Debrecen

2. Atomi ionizáció rövid és intenzív elektromos térrel – Klasszikus kép A klasszikus pályák megjelenítése

3. Együttműködők RenataPazourekStefan NageleChristoph LemellJoachim BurgdörferInstitute for Theoretical Physics, Vienna University of Technology, A1040 Vienna AustriaSándor BorbélyLadislau NagyFaculty of Physics, Babes-Bolyai University, Str. Koga˘lniceanu Nr. 1, 400084 Cluj-Napoca, Romania

4. Tartalom • Történeti háttér • Klasszikus kép • Klassziku pályájú Monte Carlo módszer • Eredmények • — Atto-másodperces ionizáció • — Fotoelektronok (látszólagos) keletkezési idejének meghatározása • atto-másodperces „csíkozott” (streaking) spektrumok segítségével • Összegzés

5. Úttörő Munka Időfeloldásos mozgás tanulmányozása Eadweard Muybridge: The horse in motion (1878)

6. Időskála: ultrarövid t 100 s second 10-3 s millisecond 10-6 s microsecond 10-9 s nanosecond 10-12 s picosecond 10-15 s femtosecond 10-18 s attosecond  Az elektronok kvantumdinamikai időskálája

7. “rövid”: abszolult időskála t Pico másodperces impulzus: Elektron mozgás nagyon magasan gerjesztett Rydberg atomokban Atto másodperces impulzus: Alapállapoti elektron mozgás atomokban molekulákban és szilárdtestekben 10-18s 10-15s 10-12s 10-9s Femto másodperces impulzus: Molekuláris mozgások Elektronikus legerjesztések Elektron mozgás kisebb gerjesztésű Rydberg atomokban (n » 10) Milyen rövid a rövid?

8. ^ ^ x x v Lövedék ^ y y P(rP) Electric pulse T(rT) T(rT) B V(rTP) b V(rPe) R C ^ ^ z z A A V(rTe) céltárgymag O (rTe) O (rTe) elektron e(re) e(re) Vizsgálati módszer: Klasszikus pályájú Monte Carloközelítés – „Elméleti kísérlet” • Klasszikus nemperturbatív módszer • A többtest kölcsönhatások figyelembevétele Coulomb vagy modell potenciál: ^ Kezdeti feltételek véletlen választása vp Ütközést leíró paraméterek meghatározása: Nagyszámú egyedi pálya nyomon követése.

9. A lézer tér erőssége: - polarizáció vektor - Impulzus hossz =0.05 a.u. – a vivő hullám körfrekfenciája Igen gyors, pillanat korlát

10. Időfeloldásos fote-elktron emiszió felületekből

11. CTMC transzport szimuláció Rugalmas szórás: detektrohoz V(r) θ Rugalmatlan szórás: e-primary e-primary e-secondary

12. A szimuláció vázlata Visszaszórt elsődleges elektronok Másodlagos elektronok

13. A gerjesztési spektrum mélységi profilja sávszerkezet E 83 hνXUV = 91 eV FWHM = 6 eV 58 volfrám 0 -5.25 5d4 6s2 -16 volfrám a = 3.16 Å d(110) = 2.24 Å evanescent wave:I ~ exp(-2kz) k ~ 0.013/Å ~17 atomic layers 4f14 -31.5 -32.5 5p6 -36.9

14. Elektronok kilépéséhez szükséges idő 100 90 80 70 60 50 40 30 t = 0 : XUV impulzus maximuma Idő különbség: Dt = 42 as energy [eV] 500 400 300 200 100 0 -100 escape time [as] Lemell et al., PRA 79, 062901 (2009)

15. W szimulált csíkozódás spektruma Késleltetés – szimulál Dt ~ 40 – 80 as Késleltetés - kísérlet Dt = 65 ± 25 as Lemell et al., PRA 79, 062901 (2009)

16. Összefoglalás • klasszikus elméleti leírás hatékonyan alkalmazható atto-másodperces „csíkozott” (streaking) spektrumok leírására. • A szimuláció három szintje: • XUV – a vizsgálandó rendszer gerjesztése • IR – rögzíti a csíkozott spektrumot • c) Elektron transzport a szilárd mintában • További lehetőségek • Atomi mozgások megfigyelése Ne(2s), Ne(2p) • Kristály effektusok figyelembevétele • Plasmon gerjesztések vékonyrétegekben • Fullerénbe ágyazott egyedi atomok vizsgálata

17. Köszönöm a figyelmet!