Naučni rad akademika Dejana Miloševića objavljen u časopisu PNAS

Nedavno je u prestižnom časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (USA) (skraćeno PNAS) objavljen rad čiji je koautor akademik Dejan Milošević. Impakt faktor (IF) tog časopisa je 9,674 i to je uz Nature i Science jedan od najuticajnijih multidisciplinarnih naučnih časopisa u svijetu. Međunarodni tim naučnika demonstrirao je po prvi put zračenje cirkularno polarizovanih viših harmonika u području mekih x-zraka. Talasna dužina emitovanih viših harmonika je bila manja od osam nanometara i pomoću njih je izvršeno prvo mjerenje magnetnog cirkularnog dihroizma što je otvorilo put daljim istraživanjima novih izvora koherentnih x-zraka i njihove primjene. Rad: “Bright circularly polarized soft x-ray high harmonics for x-ray magnetic circular dichroism” može se preuzeti na: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1519666112

Detaljnija informacija

Krajem dvadesetog vijeka interes za proučavanje atomskih procesa u laserskom polju je naglo porastao kada se shvatilo da elektron jonizovan jakim laserskim poljem može, vođen laserskim poljem, da se vrati do matičnog jona i dovede do novih procesa u kojima se emituju elektroni (tzv. proces jonizacije iznad praga – ATI (Above-Threshold Ionization)) i fotoni (takozvana generacija viših harmonika – HHG (High-order Harmonic Generation)) velikih energija. Pri tome je energija apsorbovana iz laserskog polja. Do tih procesa može doći ako je lasersko polje linearno polarizovano. Trajektorija elektrona je takva da se on kreće u jednoj dimenziji, tj. duž ose laserskog polja.

Prije petnaest godina (vidjeti reference [1-4]) prof. dr. Dejan Milošević je pokazao da se pomoću specijalne konfiguracije laserskog polja, tzv. bicirkularnog polja, mogu ostvariti trajektorije elektrona koje su približno linearne, tako da su mogući efikasni HHG i ATI procesi. Bicirkularno polje se sastoji od dva cirkularno polarizovana polja koja rotiraju u suprotnim smjerovima i imaju različite frekvencije (obično je jedna frekvencija dva puta veća od druge).  Štaviše, polarizacija viših harmonika, tj. mekih x-zraka koji su emitovani u tom procesu je neobična [2]. Pojedinačni harmonici su cirkularno polarizovani, dok polje grupe harmonika formira zvjezdasti oblik sličan Mercedes znaku. Takvo polje je izabrano za logo naučnoistraživačke grupe koja je formirana na Odsjeku za fiziku Prirodno-matematičkog fakulteta Univerziteta u Sarajevu. U radovima [1-4] je analiziran HHG proces, dok su radovi  [5,6] posvećeni ATI procesu. Važno je istaći da cirkularno polarizovani harmonici mogu imati veliku primjenu u proučavanju kiralnih molekula, kao i magnetnih osobina materijala (tzv. cirkularni dihroizam). Trenutno je takve x-zrake moguće dobiti samo pomoću velikih postrojenja (kao što je npr. sinhrotron). Međutim, laseri koji bi generisali takvo zračenje koristeći bicirkularno polje mogli bi se smjestiti na jedan stol (tzv. table-top X-ray sources). Pored malih dimenzija prednost takvih lasera je da je dobijeno zračenje koherentno i da se emituje u formi ultrakratkih impulsa, tako da su pogodni za primjene u atonauci.
2014. godine su prvi put eksperimentalno opaženi takvi cirkularno polarizovani harmonici i u zadnje dvije godine istraživanju tih harmonika je posvećena izuzetna pažnja. Npr. slika povezana sa generacijom viših harmonika pomoću bicirkularnog polja prikazana je na naslovnoj stranici časopisa Science (No. 6234, May 1, 2015). Pored pomenutog rada u PNAS, akademik Dejan Milošević je ove godine objavio tri rada na tu temu kao jedini autor (Optics Letters, IF: 3,292 [7]; Journal of Physics B, IF: 1,975 [8]; Physical Review A, IF: 2,808 [9]). Članovi grupe Samophys su se također uključili u ta istraživanja [10,11].

Logo naučnoistraživačke grupe Samophys i naslovna strana časopisa Science:
http://www.sciencemag.org/content/348/6234.cover-expansio

Slika 3 iz PNAS rada: Simulacija cirkularno polarizovanih mekih x-zraka u HHG procesu sa atomima helijuma. Glavni doprinos PNAS radu akademika Miloševića je što je našao dominantne trajektorije elektrona koje pri rekombinaciji vode na emisiju fotona energije 100 eV.

[1] Dejan B. Milošević, W. Becker, and R. Kopold, “Generation of circularly polarized high-order harmonics by two-color coplanar field mixing”, Phys. Rev. A: General Physics 61, 063403, 1-15 (2000).
[2] Dejan B. Milošević and W. Becker, “Attosecond pulse trains with unusual nonlinear polarization”, Phys. Rev. A: General Physics 62, 011403(R), 1-4 (2000).
[3] Dejan B. Milošević and W. Sandner, “Extreme ultraviolet harmonic generation near 13 nm with a two-color elliptically polarized laser field”, Opt. Lett. 25 (20), 1532-1534 (2000).
[4] Dejan B. Milošević, W. Becker, R. Kopold, and W. Sandner, “High-harmonic generation by a bichromatic bicircular laser field”, Laser Physics 11 (2), 165-168 (2001).
[5] Aida Kramo, Elvedin Hasović, Dejan B. Milošević, and W. Becker, “Above-threshold detachment by a two-color bicircular laser field”, Laser Physics Letters 4, 279-286 (2007).
[6] Elvedin Hasović, Aida Kramo, and Dejan B. Milošević, “Energy- and angle-resolved photoelectron spectra of above-threshold ionization and detachment”, Eur. Phys. J. Special Topics 160, 205-216 (2008).
[7] Dejan B. Milošević, “Generation of elliptically polarized attosecond pulse trains”, Optics Letters 40 (10), 2381-2384 (2015).
[8] Dejan B. Milošević, “High-order harmonic generation by a bichromatic elliptically polarized field: conservation of angular momentum”, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 48, 171001, 1-6 (2015) (Fast Track Communication).
[9] Dejan B. Milošević, “Circularly polarized high harmonics generated by a bicircular field from inert atomic gases in the p state: A tool for exploring chirality-sensitive processes”, Phys. Rev. A 92 (4), 043827, 1-9 (2015).
[10] Senad Odžak and Dejan B. Milošević, “Bicircular-laser-field-assisted electron-ion radiative recombination”, Phys. Rev. A 92 (5), 05XXX, 1-10 (2015).
[11] Elvedin Hasović, W. Becker, and Dejan B. Milošević, “Electron rescattering in a bicircular laser field”, Phys. Rev. A (2015) (submitted).

• Prethodna
• Sljedeća