La dynamique des électrons au sein des atomes et des molécules est extrêmement rapide, typiquement de l'ordre de la centaine d'attosecondes (1 as=10-18 s).

Si un aimant peut être "permanent", la dynamique des spins à l'origine de l'aimantation peut être ultra-rapide à l'échelle nanométrique, dans le domaine femtoseconde (10-15 s). Les possibilités actuelles de génération d’impulsions ultra-brèves dans le domaine X-UV  ouvrent de nouvelles perspectives pour les études dans ce domaine.

L'état électronique d'une molécule réagit très rapidement - à l'échelle de la femtoseconde (10-15 s), voire de l'attoseconde (10-18 s) - à toute perturbation telle qu'une excitation laser, une vibration qui modifie la position relative des noyaux atomiques qui la constitue, ou encore au cours d'une réaction chimique.

Pour observer des phénomènes ultrarapides tels que le mouvement des électrons au sein de la matière, les chercheurs ont besoin de sources capables de produire des rayonnements lumineux extrêmement brefs et énergétiques.

Visualiser le mouvement des électrons dans la matière demande d'avoir simultanément une résolution spatiale de l'ordre du dixième de nanomètre et une résolution temporelle à l'échelle attoseconde (1 as = 10-18 s).

Pour obtenir une image d'un objet, il suffit usuellement de l'éclairer et d'enregistrer la lumière diffusée qui parvient à un détecteur. Si l'image est formée à l'aide d'un objectif, l'optique utilisée impose de nombreuses limitations (résolution, aberrations...).

Depuis l'invention du laser on cherche à obtenir des faisceaux de longueur d'onde de plus en plus courte, dans le domaine des rayons X. Une des manières de produire du rayonnement XUV est de focaliser un laser intense dans un milieu matériel.

 Highlight in Physicsworld.com (2008 September, 19th) Researchers from Italy, France and Germany have shown that a tabletop laser can be used to accelerate a beam of electrons suitable for use in radiotherapy. The group, led by Antonio Giulietti of the Institute for Physical Chemistry Processes in Pisa, believes that such laser-based particle acceleration could considerably reduce the size and simplify the operation of radiotherapy facilities.

W. Boutu1, S. Haessler1, H. Merdji1, P. Breger1, G. Waters2, M. Stankiewicz3, L. J. Frasinski4, R. Taieb5,6, J. Caillat5,6, A. Maquet5,6, P. Monchicourt1, B. Carre1 and P. Salieres1 1. CEA-Saclay, DSM, Service des Photons, Atomes et Molécules, 91191 Gif sur Yvette, France 2. J.J. Thomson Physical Laboratory, University of Reading, Whiteknights, Reading RG6 6AF, UK 3. Institute of Physics, Jagiellonian University, ul.

aCEA Saclay, DSM/IRAMIS/LIDYL, Bât 522, F91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France bInstitute of Theoretical Physics, Warsaw University, Hoza 69, 00-681 Warsaw, Poland Dans un plasma dense et chaud (étoiles, interaction avec un  laser nanoseconde, fusion inertielle …), les atomes sont partiellement ionisés et forment un mélange d'ions et d'électrons à la dynamique très complexe.

Que se passe t-il lorsqu'un miroir (morceau de verre) est soumis à des impulsions ultra-brèves et ultra-intenses, telles que ses électrons oscillent à des vitesses proches de la vitesse de la lumière ? Ces conditions peuvent être obtenues lors de la seconde réflexion d'une impulsion laser sur un miroir plasma.

Les impulsions laser ultra-brèves, d'une durée de quelques dizaines de femtosecondes (1 fs = 10-15 s), permettent d'obtenir des puissances considérables avec une énergie par impulsion relativement modeste.