Una nueva mirada a las interacciones multielectrón

La ciencia de los attosegundos ha abierto las puertas a la observación en tiempo real de la dinámica de los electrones a escala atómica y el control en el dominio del tiempo. El estudio de la correlación entre electrones (interacciones entre electrones) mediante pulsos láser ultracortos es idóneo para investigar los enfoques cuántico y clásico. Los resultados que se obtienen con ambos marcos se pueden comparar con resultados experimentales actualizados.

Sin embargo, la ventaja principal de la aproximación clásica a la mecánica cuántica es el escalado según una ley de potencia de la representación de la correlación entre electrones con el tamaño del sistema. Con esta idea en mente, el proyecto «Transition states for multielectron ionization phenomena» (TRANS-MI), financiado por la Unión Europea, pretende investigar los procesos atómicos y moleculares en interacciones electrón-electrón fuertes con herramientas procedentes de la dinámica no lineal y la física química. En particular, TRANS-MI pretende construir un marco análogo a la teoría del estado de transición para reacciones químicas. Esto debería permitir profundizar en el conocimiento relacionado con el papel que desempeñan las interacciones entre electrones sometidos a pulsos de láser intensos y ultracortos.

Los científicos han determinado los procesos responsables de la doble ionización no secuencial debida a una recolisión en presencia de un campo láser intenso polarizado circularmente. A partir de estos resultados, también han mostrado que algunas órbitas periódicas clave que dan lugar al proceso de recolisión están vinculadas directamente a la generación de los armónicos de alto orden polarizados circularmente. Teniendo en cuenta que el escenario de recolisión convencional se basa en hipótesis contradictorias, se ha construido un escenario de recolisión puramente clásico basado en una órbita periódica particular que da lugar al proceso de recolisión.

Otra tarea ha sido el estudio de la dinámica dentro del estado de transición para la reacción de intercambio de hidrógeno. A medida que la energía aumenta, la dinámica dentro del estado de transición se vuelve cada vez más caótica. Los científicos han hallado que el estado de transición primero pierde y después, sorprendentemente, recupera su hiperbolicidad normal. Por consiguiente, las estructuras del espacio de fase importantes de la teoría del estado de transición deberían existir por lo menos a energías por encima del umbral.

Los miembros de TRANS-MI han organizado jornadas de trabajo y sesiones de formación sobre distintos temas con el fin de proporcionar bases multidisciplinares a una nueva generación de investigadores. Los resultados se han publicado en revistas científicas.