Ces impulsions laser, pouvant atteindre la gamme des rayons X, permettent d'exciter les électrons des couches électronique internes des molécules, c'est à dire au plus proche des noyaux atomiques. Ces états excités de la matière sont très éphémères, car ils ne subsistent que pour quelques femtosecondes (10^-15 s). Ils présentent cependant l'avantage d’être localisés et de permettre l'observation des molécules du point de vue d’un seul type d’atome. Hugo Marroux étudiera les transferts d'électrons propres à ces états de la matière, puis développera des protocoles laser pour les manipuler.

Pour cela Hugo Marroux s’appuiera sur l’expertise et l’infrastructure laser de pointe ATTOLab disponible au LIDYL, ouverte à l’ensemble de la communauté française grâce au PEPR Exploratoire LUMA – "Valoriser les interactions lumière-matière" que le CEA copilote avec le CNRS.

Les études proposées seront en mesure de mettre en évidence les processus de transfert d'électrons et d'énergie au sein des molécules en solution, après une excitation par des photons de haute énergie. Il est essentiel de comprendre ces mécanismes, pour, par exemple, mieux guider les protocoles de traitement du cancer par radiothérapie.

Après avoir réalisé une thèse à l’Université de Bristol sur les dynamiques ultra rapides dans les molécules, Hugo Marroux a ensuite effectué un post-doctorat de deux ans dans l'équipe de Dan Neumark à l'Université de Californie à Berkeley, où il s’est spécialisé en physico-chimie attoseconde (10^-18 s). Il a ensuite effectué un second post-doctorat à l’EPFL à Lausanne où il a étudié les dynamiques chimiques de molécules entourées de solvant, par spectroscopie d'ultraviolet extrême (rayonnement avec une longueur d'onde de l'ordre de la dizaine de nanomètres). Il a rejoint le groupe de "Physique attoseconde - ATTO" du LIDYL en 2021.

ERC Starting Grant 2022 : SATTOC

Hugo Marroux, scientist at the Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers - LIDYL of CEA's IRAMIS Institute, has been awarded an ERC starting grant 2022 for his SATTOC project, "Solution ATTOsecond Chemistry". In this project, research will use the shortest light pulses available today: attosecond pulses.

These laser pulses, which can reach the X-ray range, can excite electrons within the inner electronic layers of molecules, i.e. as close as possible to atomic nuclei. These excited states of matter are very short-lived, lasting only a few femtoseconds (10^-15 s). They do, however, have the advantage of being localized, enabling the observation of molecules from the view of a single type of atom. Hugo Marroux will study the electron transfers specific to these states of matter, then develop laser protocols for manipulating them.

To achieve this goal, Hugo Marroux will benefit from the expertise and state-of-the-art ATTOLab laser infrastructure available at LIDYL, which is open to the entire French community, thanks to the PEPR Exploratoire LUMA - "Valorizing light-matter interactions" co-sponsored by CEA and CNRS.

The proposed experiments will reveal the electron and energy transfer processes within molecules in solution, following excitation by high-energy photons. It is essential to understand these mechanisms, to better guide cancer treatment protocols by radiotherapy, for instance.

After completing a thesis at the University of Bristol on ultrafast dynamics in molecules, Hugo Marroux spent two years as a post-doctoral fellow in Dan Neumark's team at the University of California, Berkeley, where he specialized in attosecond (10^-18 s) physical chemistry. He then carried out a second post-doctorate at EPFL in Lausanne, where he studied the chemical dynamics of molecules surrounded by solvent, using extreme ultraviolet spectroscopy (radiation with a wavelength of the order of ten nanometers). He joins LIDYL's "Physique attoseconde - ATTO" group in 2021.