Coherent control of quantum systems with designer light fields

使用设计光场对量子系统进行相干控制

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2020-05858
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2021-01-01 至 2022-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Today we have incredible control over the optical fields created by lasers, both in time and in space. We can control the color, polarization and duration of laser pulses. We can combine nearly arbitrary frequencies and pulse durations. We can control the spatial properties of the light within the laser beam. For example we can create beams with a hole in the middle, beams with a spatially varying polarization vector, or beams whose wave front looks like a corkscrew in space. This degree of control over laser fields opens up new applications, some of which I will explore. While circularly polarized laser fields are chiral their wavelength is generally much larger than a single molecule, i.e., away from resonances a molecule experiences only a homogeneous electric field. I propose to realize a laser field that is chiral at every point in space and that will permit to distinguish left and right-handed molecules much more efficiently than commonly used methods such as photoelectron circular dichroism. I will use coincidence photoelectron photoion momentum spectroscopy, known as COLTRIMS or reaction microscopy, to detect a chirality dependent signal in ionization yields, photoelectron molecular frame angular distribution and Coulomb explosion imaging. In addition to developing a new structural diagnostic tool, I propose to excite and image ultrafast relaxation processes in water. Water dimers as the simplest approximation to liquid water can serve as testing ground to understand the processes that are initiated by high energy photons. Soft X-ray absorption in water is understood poorly despite its paramount importance in different fields. Understanding the energy and charge redistribution on X-ray photon absorption in water is vital for the design of more-efficient radiooncology schemes, for disentangling the physical basis of genotoxic effects on living tissues and for minimizing the damage of biological samples during X-ray diffraction experiments. Both projects provide ample opportunity for expansion and future research.
今天,我们可以在时间和太空中对激光器创建的光场进行令人难以置信的控制。我们可以控制激光脉冲的颜色,极化和持续时间。我们可以结合几乎任意的频率和脉搏持续时间。我们可以控制激光束内光的空间特性。例如,我们可以创建带有一个孔在中间的孔的梁,具有空间变化的极化向量的梁,或者的波形前部看起来像是太空中的开瓶器。对激光场的这种控制程度为我打开了新的应用程序,我将探讨其中的一些应用程序。虽然循环极化激光场是手性的,但它们的波长通常比单个分子大得多,即远离分子的共振,一个分子仅经历均匀的电场。 I propose to realize a laser field that is chiral at every point in space and that will permit to distinguish left and right-handed molecules much more I will use coincidence photoelectron photoion momentum spectroscopy, known as COLTRIMS or reaction microscopy, to detect a chirality dependent signal in ionization yields, photoelectron molecular frame angular distribution and Coulomb explosion imaging.除了开发一种新的结构诊断工具外,我还建议在水中激发和图像超快放松过程。水二聚体作为液态水最简单的近似值,可以用作测试地面,以了解高能量照片引发的过程。在水中柔软的X射线遗憾对不同领域的重要性理解不足。了解水中X射线光子滥用的能量和电荷重新分布对于设计更有效的放射对学方案的设计至关重要,对于删除对生物组织的遗传毒性作用的物理基础,并最大程度地减少X射线衍射实验期间生物样品的损害。这两个项目都为扩展和未来研究提供了充足的机会。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
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