STAGE Génération d’impulsions attosecondes pour l’étude de l’ionisation ultrarapide des gaz

Date de mise à jour de l’offre

COMMISSARIAT À L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES :

Etablissement à caractère industriel ou commercial

Description de la mission

Ces dernières années, la génération d’impulsions sub-femtosecondes, dites attosecondes (1 as=10−18 s), a connu des progrès spectaculaires. Ces impulsions ultrabrèves ouvrent de nouvelles perspectives d’exploration de la matière à une échelle de temps jusqu’alors inaccessible. Leur génération repose sur la forte interaction non linéaire d’impulsions laser infrarouges brèves (~20 femtosecondes) et intenses focalisées dans des gaz. On produit ainsi les harmoniques d’ordre élevé de la fréquence fondamentale, sur une large gamme spectrale (160-10 nm) couvrant l’extrême ultraviolet (UVX). Dans le domaine temporel, ce rayonnement cohérent se présente comme un train d’impulsions d’une durée de ~100 attosecondes chacune. Pour produire des impulsions attosecondes isolées, il faut réduire la durée des impulsions IR fondamentales à moins de 10 fs par la technique dite de ‘post-compression’, en cours d’installation sur ATTOLab.

Avec ces impulsions attosecondes, il devient possible d’étudier les dynamiques les plus rapides dans la matière, celles associées aux électrons, qui se déroulent naturellement à cette échelle de temps. La spectroscopie attoseconde permet ainsi l’étude de processus fondamentaux tels que la photo-ionisation et s’intéresse à la question : combien de temps faut-il pour arracher un électron à un atome ou une molécule ? La mesure de ces délais d’ionisation est actuellement un sujet « chaud » dans la communauté scientifique. En particulier, l’étude de la dynamique d’ionisation près des résonances permet d’accéder à des informations très fines sur la structure atomique/moléculaire, telles que les réarrangements électroniques dans l’ion suite à l’éjection d’un électron. Il devient possible de « voir » en temps réel la construction du profil des résonances.

Le travail expérimental comprendra la mise en œuvre d’un dispositif, installé sur le laser FAB1 de l’Equipement d’Excellence ATTOLab, permettant : i) la génération d’impulsions attosecondes ; ii) leur caractérisation par interférométrie quantique ; iii) leur utilisation en spectroscopie de photoionisation (détection d’électrons). Les aspects théoriques pourront également être abordés. L’étudiant-e sera formé-e en optique ultrarapide, physique atomique et moléculaire, et acquerra une bonne maitrise de la spectroscopie de particules chargées. La poursuite en thèse est souhaitée.

Profil recherché

Master2 Interaction matière-rayonnement, physique atomique et moléculaire en champ fort

Niveau de qualification requis

Bac + 4/5 et +
  • Employeur
    COMMISSARIAT À L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES
  • Secteur d’activité de la structure
    Enseignement - Formation - Recherche
  • Effectif de la structure
    Plus de 250 salariés
  • Site internet de la structure
    http://iramis.cea.fr
  • Type de stage ou contrat
    Stage pour lycéens et étudiants en formation initiale
  • Date prévisionnelle de démarrage
  • Durée du stage ou contrat
    Plus de 4 mois et jusqu'à 6 mois
  • Le stage est-il rémunéré ?
    Oui
  • Niveau de qualification requis

    Bac + 4/5 et +
  • Lieu du stage
    CEA-Orme des Merisiers Bâtiment 706
    91191 SAINT AUBIN
  • Accès et transports
    RER B Massy-Palaiseau + Bus 91.06 ou RER B Le Guichet + Bus 9, arrêt Orme des Merisiers