Sujet de stage / Master 2 Internship

L’objectif du stage est de produire des impulsions attosecondes à l’aide d’un nouveau laser Ytterbium de forte puissance, et de les utiliser pour étudier la dynamique ultrarapide de la photoémission des gaz et des liquides, en particulier, imager en temps réel l’éjection des paquets d’onde électronique.

Ces dernières années, la génération et les applications des impulsions attosecondes (1 as=10−18 s) ont connu des progrès spectaculaires, récompensés par le Prix Nobel 2023 [1]. Ces impulsions ultrabrèves sont générées lors de la forte interaction non linéaire d’impulsions laser infrarouges brèves et intenses avec un jet de gaz [2]. Une nouvelle technologie laser à base d’Ytterbium émerge, qui promet des gains de puissance moyenne/cadence d’un à deux ordres de grandeur par rapport à la technologie actuelle Titane:Saphir. Ceci ouvre de nouvelles perspectives d’exploration de la matière à l’échelle de temps intrinsèque des électrons. La spectroscopie attoseconde permet ainsi d’étudier en temps réel le processus quantique de photoémission, de filmer en 3D l’éjection des paquets d’onde électronique [3,4], et d’étudier les effets de décohérence quantique dus notamment à l’intrication électron-ion.
Le travail expérimental comprendra la mise en œuvre d’un dispositif, installé sur la plateforme laser ATTOLab, permettant : i) la génération d’impulsions attosecondes à partir d’un nouveau laser Ytterbium; ii) leur caractérisation par interférométrie quantique ; iii) leur utilisation en spectroscopie de photoémission. L’étudiant-e sera formé-e en optique ultrarapide, physique atomique et moléculaire, optique quantique, et acquerra une bonne maitrise de la spectroscopie de particules chargées. La poursuite en thèse est souhaitée.
[1] https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2023/summary/
[2] Y. Mairesse, et al., Science 302, 1540 (2003)
[3] V. Gruson, et al., Science 354, 734 (2016)
[4] A. Autuori, et al., Science Advances 8, eabl7594 (2022)