Étude des dynamiques chirales femtosecondes et attosecondes par imagerie de vecteur vitesse et spectroscopie de photoelectrons et photoions en coïncidence

Abstract

L'absence de symétrie miroir dans la structure d'une molécule, ou chiralité, est d'importance fondamentale dans de nombreux domaines, de la biologie à la chimie, la synthèse de médicaments ou encore la physique. Elle est étudiée ici à son échelle de temps naturelle, de la femtoseconde (10^{-15} s) à l'attoseconde (10^{-18} s), en utilisant des impulsions laser ultrabrèves. Quand une molécule chirale est ionisée par un champ laser polarisé circulairement, de fortes asymétries chirosensitives peuvent apparaître dans la distribution angulaire de photoélectrons, à savoir le dichroïsme circulaire de photoelectrons.Nous verrons comment une source laser à haute cadence de nouvelle génération peut être utilisée avec un spectromètre imageur de vecteur vitesse ou un spectromètre de photoélectrons-photoions en coïncidence pour accéder à ces asymétries. L'intéraction lumière-matière sera explorée dans deux régimes. D'une part, l'ionisation multiphotonique montre une grande sensibilité moléculaire. Des champs polarisés elliptiquement seront en particuler utilisés pour étudier les mécanismes d'anisotropie d'excitation. Des processus dépendants de la fragmentation seront résolus avec la détection en coïncidence, et nous accèderons à des dynamiques femtoseconde avec des schémas pompe-sonde résolus en temps. D'autre part, l'ionisation en champs forts nous fait disposer d'un cadre semi-classique simplifié. Il sera utilisé pour décoder l'intéraction lumière-matière à l'échelle d'une fraction de cycle optique, à l'origine des processus chiroptiques, en utilisant des champs laser vectoriels complexes. Cela nous permettra de comprendre comment les trajectoires individuelles de photoélectrons sont imprégnées par la chiralité, tout en enrichissant la boîte à outils des champs forts d'une observable hautement sensible.