Nagrada kralja Faisala za nauku u 2013. godini

Nagrada Kralja Faisala za nauku dodjeljuje se svake godine za drugu oblast nauke (redoslijed je biologija, fizika, matematika, hemija).

Ovogodišnja nagrada Kralja Faisala za nauku (oblast fizika) pripala je profesoru Paulu Corkumu (Kanada) i profesoru Ferencu Krauzsu (Mađarska, Austrija) za doprinos razvoju atonauke. Dobitnici nagrade su pioniri razvoja teorije i tehnologije za posmatranje atomskih i molekularnih procesa koji se odvija na atosekundnoj skali (1 atosekunda = 10^-18 s)

Profesor Paul Corkum  prvi je uspio jednostavnim modelom koji je danas poznat kao Model tri koraka [1] da objasni procese koji se odvijaju u jakim laserskim poljima kao što su generacija harmonika višeg reda, jonizacija iznad praga višeg reda i dr. Takođe, na polju eksperimentalne fizike učestvovao je u razvoju tehnologije koja je omogućila izradu prvih tomografskih slika kretanja elektrona u molekulama [2].

Grupa profesora Ferenca Krauzsa je prva uspjela dobiti laserske pulseve u trajanju od 80 atosekundi [3] koji se mogu koristiti za kontrolu kretanja elektrona u atomima i molekulama na atosekundnoj skali.

Prof. dr. Dejan Milošević sa Prirodno-matematičkog fakulteta u Sarajevu je koautor  rada sa profesorom Ferencom Krauszom [4] u kojem su zajedno sa ostalim kolegama uspjeli objasniti interferenciju elektronskih valnih paketa u vremenskoj domeni. Ovaj rad je postao veoma popularan i citiran u naučnoj zajednici jer predstavalja vremensku verziju famoznog Youngov eksperimenta difrakcije elektrona na prostornim pukotinama.

Reference:

[1]  P. B. Corkum, Plasma perspective on strong field multiphoton ionization: Phys. Rev. Lett. 71, 1994 (1993).

[2] J. Itatani, J. Levesque, D. Zeidler, H. Niikura, H. Pepin, J. C. Kieffer, P. B. Corkum, D. M. Villeneuve, Tomographic imaging of molecular orbitals , Nature 432, 867 (2004).

[3] E. Goulielmakis, M. Schultze, M. Hofstetter, V. S. Yakovlev, J. Gagnon, M. Uiberacker ,A. L. Aquila, E. M. Gullikson, D. T. Attwood, R. Kienberger, F. Krausz, U. Kleineberg:  Single-Cycle Nonlinear Optics, Science 320 , 1614-1617 (2008)

[4] F. Lindner, M. G. Schätzel, H. Walther, A. Baltuška, E. Goulielmakis, F. Krausz, D. B. Milošević, D. Bauer, W. Becker, and G. G. Paulus, Attosecond Double – Slit Experiment, Phys. Rev. Lett. 95, 040401 (2005) Rad možete pročitati ovdje

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

Prof. dr. Dejan Milošević – član komisije (oponent) za odbranu doktorske disertacije u Danskoj

Profesor Dejan MIlošević je bio član komisije (oponent) za odbranu doktorske disertacije: Adam Etches, High-order harmonic generation from polar molecules.

Odbrana je održana 7. septembra 2012. godine u Physics Lecture Theatre, Department of Physics and Astronomy, Aarhus University. Član komisije (drugi oponent) je bio prof. Anh-Thu Le, Physics Department, Kansas State University, USA, a predsjednik komisije (domaćin) prof. Aksel Stenholm Jensen, Department of Physics and Astronomy, Aarhus University. Mentor rada, prof. Lars Bojer Madsen, Department of Physics and Astronomy, Aarhus University, prema pravilima, nije učestvovao u odbrani. Nakon što je kandidat na popularan način predstavio svoju doktorsku disertaciju široj publici, oponenti su imali sat vremena da detaljno ispitaju kandidata o specifičnim aspektima doktorskog rada. Kandidat Adam Etches je uspješno odbranio svoju disertaciju. Teza se može pogledati ovdje.

SAMOPHYS klaster

U sklopu projekta “Toward a quantitative strong-field approximation and its application to attoscience” (“Ka kvantitativnoj aproksimaciji jakog polja i njenoj primjeni na atonauku”) finansiranog od strane Alexander von Humboldt fondacije iz Njemačke, na Odsjeku za fiziku, Prirodno-matematičkog fakulteta u Sarajevu završena je izgradnja računarskog klastera tipa Beowulf koji se sastoji od 20 računarskih čvorova sa ukupno 88 procesorskih jezgri i preko 200 GB radne memorije.

Upotreba klaster  znatno će ubrzati numeričke proračune koji se koriste za simulaciju eksperimentalnih rezultata povezanih sa laser-induciranim atomskim i molekularnim procesima kao što je numeričko rješavanje vremenski zavisne Schrödingerove jednačine, izračunavanje fokusno usrednjenog spektra baziranog na S-matričnom formalizmu i dr.

Jonizacija heteronuklearnih diatomskih molekula jakim laserskim poljem

U decembarskom izdanju časopisa Physica Review A objavljen je rad mr. Elvedina Hasovića, doc. dr. Mustafe Busuladžića i prof. dr. Dejana Miloševića u suradnji sa prof. dr. Wilhelmom Beckerom sa Max Born Instituta iz Berlina pod naslovom Dressed-bound-state molecular strong-field approximation: Application to above-threshold ionization of heteronuclear diatomic molecules.

U radu je razmatrana analiza procesa jonizacije iznad praga heteronuklearnih diatomskih molekula. Formulisana je teorija koja opisuje ovakav proces i koja uključuje Starkov pomak početnog stanja uzrokovanog interakcijom polja i električnog dipolnog momenta polarnih heteronuklearnih diatomskih molekula. Posebna pažnja posvećena je analizi jonizacije iznad praga molekula ugljen-monoksida. Pokazano je da se u interakciji ovih molekula i jakih laserkih pulseva jonizacija primarno dešava sa atomu ugljika (slika 1).

Slika 1: Diferencijalna vjerovatnoća jonizacije kao funkcije energije detektovanog fotoelektrona za različite scenarije jonizacije i rasijanja.

Opširnije: Jonizacija heteronuklearnih diatomskih molekula jakim laserskim poljem

Laser Physics Workshop 2011