Kaleidoscope za mjesec maj 2016

Sliku 2 iz rada: Dejan B Milošević, “Possibility of introducing spin into attoscience with spin-polarized electrons produced by a bichromatic circularly polarized laser field”, Phys. Rev. A 93 (5), 051402(R), 1-6 (2016), editor je izabrao da prikaze na web stranici časopisa kao dio “Kaleidoscope”. http://journals.aps.org/pra/kaleidoscope http://journals.aps.org/pra/kaleidoscope/pra/93/5/051402

Uvođenje spina u atonauku

Do sada je uloga spina elektrona u fizici jakih laserskih polja i atonauci bila uglavnom ignorisana. U radu Dejana Miloševića:

D. B. Milošević, “Possibility of introducing spin into attoscience with spin-polarized electrons produced by a bichromatic circularly polarized laser field”, Phys. Rev. A 93 (5), 051402(R), 1-6 (2016), http://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.93.051402

koji je objavljen 9. maja 2016. godine kao Rapid Communications u časopisu Physical Review A, pokazano je da se tzv. spin-polarizovani elektroni mogu generisati primjenom bihromatskog cirkularno polarizovanog laserskog polja. Takvo polje omogućava rasijanje oslobođenog elektrona na matičnom jonu. To rasijanje se odvija u toku vrlo kratkog dijela optičkog ciklusa i karakteriše se atosekundnom dinamikom, tako da je ovaj rad otkrio novu dimenziju spina u fizici jakih laserskih polja i atonauci. Korišteno je tzv. bicirkularno lasersko polje koje se sastoji od dva cirkularno polarizovana polja koja rotiraju u jednoj ravni u suprotnim smjerovima i sa odnosom frekvencija, odnosno energija odgovarajućih fotona, 1:2. Bicirkularno polje je nedavno privuklo veliku pažnju kao izvor cirkularno polarizovanih mekih x zraka. U pomenutom radu je pokazano da elektroni dobijeni jonizacijom plemenitih gasova takvim poljem posjeduju veliku asimetriju spina ako su energetski nivoi odgovarajućih jona pocijepani (postoji tzv. fina struktura nivoa). Parametar asimetrije spina se jako mijenja sa promjenom energije elektrona (pogledati priloženu sliku na kojoj je parametar asimetrije spina predstavljen u impulsnoj ravni; maksimalna asimetrija dostiže vrijednost od 94%). Elektroni rasijanji na matičnom jonu mogu imati i veće energije. Polarizovani elektroni dobijeni primjenom ovog metoda mogu se koristiti za proučavanje kiralnih molekula i magnetskih materijala sa do sada nedostižnom prostornom i vremenskom rezolucijom.

Kaleidoscope za mjesec novembar 2015

Sliku 9 iz nedavno objavljenog rada: Senad Odžak i Dejan B Milošević, Bicircular-laser field-assisted electron-ion radiative recombination, Physical Review A 92, 053416 (2015), editor je izabrao je da prikaze na web stranici časopisa kao dio “Kaleidoscope” (http://journals.aps.org/pra/kaleidoscope). Slika je izabrana na osnovu estetskih kriterija. Dakle, rezultati su ne samo od značaja za nauku, već i lijepi.

http://journals.aps.org/pra/kaleidoscope

http://journals.aps.org/pra/kaleidoscope/pra/92/5/053416

Naučni rad akademika Dejana Miloševića objavljen u časopisu PNAS

Nedavno je u prestižnom časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (USA) (skraćeno PNAS) objavljen rad čiji je koautor akademik Dejan Milošević. Impakt faktor (IF) tog časopisa je 9,674 i to je uz Nature i Science jedan od najuticajnijih multidisciplinarnih naučnih časopisa u svijetu. Međunarodni tim naučnika demonstrirao je po prvi put zračenje cirkularno polarizovanih viših harmonika u području mekih x-zraka. Talasna dužina emitovanih viših harmonika je bila manja od osam nanometara i pomoću njih je izvršeno prvo mjerenje magnetnog cirkularnog dihroizma što je otvorilo put daljim istraživanjima novih izvora koherentnih x-zraka i njihove primjene. Rad: “Bright circularly polarized soft x-ray high harmonics for x-ray magnetic circular dichroism” može se preuzeti na: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1519666112

Detaljnija informacija

Krajem dvadesetog vijeka interes za proučavanje atomskih procesa u laserskom polju je naglo porastao kada se shvatilo da elektron jonizovan jakim laserskim poljem može, vođen laserskim poljem, da se vrati do matičnog jona i dovede do novih procesa u kojima se emituju elektroni (tzv. proces jonizacije iznad praga – ATI (Above-Threshold Ionization)) i fotoni (takozvana generacija viših harmonika – HHG (High-order Harmonic Generation)) velikih energija. Pri tome je energija apsorbovana iz laserskog polja. Do tih procesa može doći ako je lasersko polje linearno polarizovano. Trajektorija elektrona je takva da se on kreće u jednoj dimenziji, tj. duž ose laserskog polja.

Opširnije: Naučni rad akademika Dejana Miloševića objavljen u časopisu PNAS

Rezonantno pojačanje u fotojonizacionim spektrima dvoatomskih molekula

Tokom boravka 2011. godine na Max-Born Institutu (MBI) u Berlinu, u okviru Alexander von Humboldt projekta, dr. Elvedin Hasović je ostvario kontakte sa Dr. Wei Quanom istraživačem sa Wuhan Instituta u Narodnoj Republici Kini. Ova suradnja je nakon dvije godine dovela do značajnih naučnih otkrića u atomskoj, molekularnoj i optičkoj fizici. Rezultati su 5. avgusta ove godine publicirani u prestižnom američkom časopisu Physical Review A u sekciji Rapid Communications, kao rad koji zaslužuje ubrzanu proceduru publiciranja [1]. Ukratko ćemo se osvrnuti na rezultate ovoga istraživanja. Teorijsko razmatranje u okviru ovoga istraživanja je predvodio akademik prof. D. B. Milošević, a u istraživanju su učestvovali docent E. Hasović i docent M. Busuladžić. Grupu naučnika iz Kine predvodio je prof. XiaoJun Liu sa Instituta za matematiku i fiziku Wuhan. Također, značajan doprinos istraživanju je dao i prof. Wilhelm Becker sa MBI-a.

Opširnije: Rezonantno pojačanje u fotojonizacionim spektrima dvoatomskih molekula

Generacija harmonika višeg reda u nehomogenom polju

Članovi naučno-istraživačke grupe SAMOPHYS mr. Benjamin Fetić, mr. Kenan Kalajdžić i prof. dr. Dejan Milošević objavili su rad u specijalnom izdanju njemačkog naučnog časopisa Annalen der Physik posvećenom temi Ultrabrzi fenomeni na nanoskali (Ultrafast Phenomena at the Nanoscale) pod naslovom High-order harmonic generation by spatially inhomogeneous field (Generacija harmonika višeg reda u prostorno nehomogenom polju) u kojem je teorijski razmatran proces generacije harmonika višeg reda u nehomogenom polju koji se javlja u prisustvu metalnih nanostruktura.

1. Generacija harmonika višeg reda i nanostrukture

Međudjelovanje atomskih i molekularnih sistema sa jakim laserskim poljima manifestuje se u nizu fizikalnih pojava kao što su generacija harmonika višeg reda, jonizacija iznad praga, jonizacija iznad praga višeg reda, nesekvencijalna dvostruka jonizacija, i dr. Više o ovim procesima možete pročitati ovdje.

Ukratko, generacija harmonika višeg rada (HHG – High-order harmonic generation) može se opisati pomoću tzv. modela Tri koraka (eng. Three-step model) [1] prema kojem se u prvom koraku atom (molekula) jonizuje pod uticajem jakog laserskog polja. Zatim se oslobođeni elektron u drugom koraku ubrzava laserskim poljem koje ga u jednom trenutku vraća matičnom jonu. Konačno, u trećem koraku u procesu rekombinacije emituje se foton energije koja je jednaka neparnom umnošku energije fotona laserskog polja. Maksimalna energije fotona je određena formulom:

gdje su I_p energija jonizacije atoma, U_p ponderomotorna energija elektrona, a n redni broj emitovanog harmonika.

Opširnije: Generacija harmonika višeg reda u nehomogenom polju