Recherche en physique computationnelle à l’UMCS : on sonde la dynamique des électrons

Les professeurs Samira Barmaki et Stéphane Laulan viennent de publier un article dans la revue à haut impact Chemical Physics d’Elsevier intitulé : « Probing electron dynamics in the double photoionization process of two-valence electron systems with extreme UV and soft X-ray free-electron laser pulses ». (lien : https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2018.09.034 )

Ce projet de recherche a été mené au Laboratoire de physique computationnelle et photonique (LPCP) de l’Université de Moncton, campus de Shippagan. Le but était d’étudier le comportement des électrons en interaction avec des impulsions lasers intenses dans le domaine de l’ultraviolet extrême et des rayons X. Ces impulsions lasers, qui peuvent être générées expérimentalement dans des installations telles que le « Linac Coherent Light Source » (LCLS, Menlo Park, É-U), sont capables de déclencher le départ successif des électrons de leur atome parent. La compréhension de l’interaction des électrons sous un rayonnement extrême est un sujet d’importance pour les théoriciens et expérimentateurs œuvrant en physique atomique et moléculaire. L’amélioration des connaissances sur le sujet permettra d’utiliser ces impulsions lasers comme outils performants pour contrôler le mouvement des électrons.

Bien que la théorie quantique prédise comment les électrons auront tendance à se partager l’énergie photonique, on ne savait pas encore à quelle énergie critique les électrons allaient passer d’une répartition énergétique uniforme à une répartition non uniforme, c’est-à-dire un électron emportant la majorité de l’énergie par rapport à l’autre. Ce projet de recherche a permis de répondre à cette question. Pour cela, les professeurs ont développé une approche originale pour sonder la dynamique des électrons dans plusieurs échantillons atomiques à deux électrons de valence, et ils ont pu obtenir un calcul précis de cette énergie critique dans chacun de ces systèmes. Cette étude théorique permet ainsi de définir les paramètres lasers adéquats pour contrôler la façon dont les électrons vont quitter leur atome parent ainsi que la quantité d’énergie qu’ils vont emporter. Les résultats présentés dans cet article pourront servir de support théorique pour de futures études expérimentales sur le sujet.

Cette recherche est menée avec le soutien du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG). Les calculs de haute performance développés dans ce projet sont effectués à l’aide des ressources informatiques de Calcul Canada.








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