Dynamique électronique multiéchelle d'agrégats en phase gazeuse – MUSES

Le projet MUSES propose d’étudier la dynamique multiéchelle électronique des agrégats atomiques neutres soumis à une excitation laser non-linéaire. Cette approche multi-échelle consiste à suivre pour un agrégat de taille donnée, l’évolution de la distribution 3D de vitesses des photoélectrons sur une large gamme de temps (allant de la femtoseconde à la microseconde). Au moyen d’une théorie ab-initio, cette mesure permet alors de reconstituer la dynamique électronique qui a mené à l'éjection d'un électron dans le continuum d'ionisation. La distribution de vitesse révèle alors la perte progressive de cohérence des électrons photo-excités dû aux interactions entre électrons à l’échelle de la fs puis aux couplages vibroniques à l’échelle ps. Cette dynamique est fortement influencée par l’interaction avec l’impulsion laser. Afin de compléter notre vision de l’interaction complexe entre une impulsion intense et un agrégat, nous utiliserons également les nouvelles sources de lumières extrêmes, lasers à électrons libres FELICE et FLASH. Grâce aux impulsions intenses fournis par ces installations, il est possible d’exciter uniquement les électrons (FLASH) ou uniquement les vibrations (FELICE) du système et d’engendrer ainsi une dynamique initialement purement électronique ou vibrationelle. L’essentiel de notre projet concerne l’ionisation simple. Le développement de spectromètres à coïncidence permettra à la fois l’étude de l’ionisation simple en champ laser intense et l’extension à la double ionisation grâce au développement d’un spectromètre à 2-électrons qui sera utilisé pour des expériences de double ionisation par collisions d’ions très chargés. Finalement, une comparaison entre le double détachement induit par collissions et par transition multiphotonique sera réalisé.
Cette étude complète nous donnera donc accès à un « film » de la dynamique électronique en champ laser pour un agrégat à la fois en fonction du temps et pour un large spectre de longueur d’ondes (de l’IR lointain à l’XUV) en régime non-linéaire. Un travail sur les processus de double éjection d’électrons comparant interaction laser et collision permettra d’ouvrir notre domaine de recherche vers de nouvelles perspectives.