LASERFLITSEN MET EEN DUUR VAN SLECHTS 250 ATTOSECONDEN

Natuurkundigen van het FOM Instituut voor Atoom- en Molecuulfysica (AMOLF) in Amsterdam zijn er samen met Franse collega's in geslaagd laserpulsen te produceren met een duur van 250 attoseconden (een attoseconde is het miljoenste van een miljoenste van een miljoenste seconde). Het zijn de kortste lichtflitsen die ooit zijn geproduceerd. Volgens de onderzoekers moet het met dezelfde methode zelfs mogelijk zijn de pulsduur nog verder te verkorten tot zo'n tien attoseconden (Science, 1 juni).

De laatste jaren is het bijna gewoon geworden om experimenten te doen op een tijdschaal van enkele femtoseconden, een paar duizend attoseconden. Zo kunnen bijvoorbeeld de bewegingen die atomen uitvoeren tijdens chemische reacties live worden gevolgd, wat de Egyptische Amerikaan Ahmed Zewail in 1999 de Nobelprijs voor Scheikunde opleverde. Het bleek echter heel moeilijk om de femtoseconde-barrière te doorbreken. Vijftien jaar lang was het record voor de kortste flits nauwelijks verbeterd.

Elena Toma en Harm Geert Muller van het AMOLF richtten – samen met collega's van het Centre d'Études in Saclay en de École Polytechnique in Parijs – richtten infrarode laserpulsen van veertig femtoseconden op een bundel atomen van het edelgas argon. Door de intense laserpulsen wordt een elektron van het argon weggetrokken. Dat schiet weg, maar wordt doir de laserpuls weer teruggedreven naar het argon. Bij de heftige botsing van het elektron met het argon die vervolgens plaatsvindt wordt hoog-energetische straling opgewekt bij een aantal heel specifieke golflengtes. De onderzoekers zijn er in geslaagd het gedrag van deze golven in de tijd te volgen. Wanneer deze met elkaar interfereren ontstaat een serie ultrakorte attoseconde-lichtflitsen.