Un regard nouveau sur les interactions entre électrons

La science de l'attoseconde a ouvert la voie à l'observation en temps réel et au contrôle du domaine temporel de la dynamique des électrons à l'échelle atomique. L'étude de la corrélation électronique - interactions entre électrons - au travers des impulsions laser ultracourtes est idéale pour examiner aussi bien les approches quantiques que classiques. Les résultats obtenus en utilisant ces deux cadres d'étude peuvent être comparés aux tous derniers résultats expérimentaux.

Néanmoins, le principal avantage de l'approximation classique concernant la mécanique quantique réside dans la proportionnalité en loi de puissance de la représentation de la corrélation électronique par rapport à l'importance du système. En tenant compte de cela, le projet TRANS-MI («Transition states for multielectron ionization phenomena») s'applique à étudier les processus moléculaires et atomiques dans les puissantes interactions électron-électron au moyen d'outils issus de la dynamique non linéaire et de la physique chimique. TRANS-MI vise plus précisément l'élaboration d'un cadre analogue à la théorie des états de transition concernant les réactions chimiques. Celui-ci devrait permettre de mieux comprendre le rôle des interactions entre électrons soumis à des impulsions laser ultracourtes et puissantes.

Les scientifiques ont découvert que les processus étaient responsables de la double ionisation non séquentielle qu'entraînait une re-collision en présence d'un puissant champ de contrôle laser polarisé circulairement. S'appuyant sur ces résultats, ils ont également montré que certaines des principales orbites périodiques entraînant le processus de re-collision sont directement liées à la génération d'harmoniques élevées avec polarisation circulaire. Un scénario de re-collision purement classique a été élaboré en tenant compte du fait que le scénario de re-collision conventionnel se fondait sur des hypothèses contradictoires. Ce scénario modifié s'est appuyé sur une orbite périodique particulière, qui entraîne le processus de re-collision.

Une autre tâche a consisté à étudier la dynamique de réaction d'échange des isotopes d'hydrogène dans l'état de transition. Dans l'état de transition, la dynamique devient de plus en plus chaotique au fur et à mesure que l'énergie augmente. Les scientifiques ont remarqué avec surprise que l'état de transition commençait par perdre puis par retrouver son hyperbolicité normale. Les structures importantes de l'espace des phases de la théorie des états de transition devraient donc exister à un niveau maximum au-dessus du seuil énergétique.

Les membres du projet TRANS-Mi ont organisé des ateliers et sessions de formation sur différents sujets dans le but de former une nouvelle génération de chercheurs ayant une expertise pluridisciplinaire. Les résultats du projet ont été publiés dans des revues.