A Wigner Kutatóközpont fejlesztései az ELI-ben
A molekuláris rendszerek fotokémiai/fotofizikai átalakulásai fontos szerepet játszanak gazdaságilag releváns mesterséges folyamatokban is. Az ilyen átalakulások mechanizmusának feltárásában az ún. pumpa-szonda kísérletek megkerülhetetlenek. A gerjesztő („pumpa”) lézerimpulzust általunk választott időkülönbséggel követő „szonda” lézerimpulzusokkal készített spektroszkópiai pillanatképekből kirajzolódik a molekulák szerkezeti, elektronszerkezeti dinamikája. Így megérthetjük a molekuláris átalakulásokat befolyásoló tényezőket, és jobb gazdasági hasznosulást érhetünk el. A hagyományos lézerekre épülő vizsgálati módszereknek azonban számos korlátjuk van (kis lézerintenzitás, alacsony érzékenység stb.). Az ELI-ALPS HR lézerének kiemelkedően rövid impulzushossza, nagy ismétlési frekvenciája és intenzitása egyedülálló lehetőséget kínál ultragyors pumpa-szonda kísérletekhez. Célunk ezért egy multifunkciós, ultragyors időfelbontásos spektrométer felépítése az ELI-ALPS-ban. A berendezés képes lesz mind tranziens abszorpciós (TOAS), mind stimulált Raman (SRS) színképek felvételére.
Ultrarövid lézerimpulzusok előállítása a Wigner FK-ban, lézeres védőszemüvegen át fényképezveAz ELI-ben elsősorban átmenetifém-alapú fényhasznosító rendszerek elektronszerkezeti dinamikájának feltérképezését végezzük el azért, hogy megértsük azokat a jelenségeket, amelyek a fény elnyelése után néhány femtoszekundummal történnek. A molekulatervezés és szintézis után a komplexeket az ultragyors TOAS/SRS berendezéssel vizsgáljuk, hogy például sikerült-e a megfelelő irányba módosítani a potenciálisenergia-felszínt. A fényhasznosító rendszerek kutatása mellett nyitottak maradunk a fotokémia más izgalmas fejezeteinek vizsgálatára is. Ezeken a kutatásokon kívül a Wigner FK által az ELI számára kifejlesztett SRS-rendszerrel gyémántkristályokban létrehozott színcenrumokat, nukleinsavakat és plazmonikus rendszereket is hatékonyan tudunk majd vizsgálni. A Szegeden végzendő nanooptikai kísérleteink célja pedig olyan diagnosztikai eljárások fejlesztése integrált optikai rendszerekhez, amelyekkel ultragyors információs technológiai vagy szenzorikai alkalmazások valósíthatók meg.
Néhány MeV (millió elektronvolt) energiával rendelkező negatív ion- és semleges atomnyalábokat széles körben használnak kortárs tudományos és technológiai alkalmazásokban. A teljesség igénye nélkül ide tartozik különböző felületek növesztése, depozíciós folyamatok és nagy pontosságú litográfia, továbbá biokompatibilitásos felületkezelés negatív ionnyalábbal. Célunk ezért néhány MeV energiájú negatív ion- és semleges atomnyalábok előállítása ultrarövid, nagy intenzitású lézerimpulzusokkal, két kísérleti elrendezésben. Egyrészt negatív ion- és atomnyalábot fogunk létrehozni speciálisan porlasztott folyadékcseppekben, előzetesen egy szilárdtest céltárgyban előállított pozitív ionnyaláb konverziójával. Másrészt negatív ionokat és atomokat keltünk közvetlenül a femtoszekundumos lézerimpulzusokkal úgy, hogy az impulzusokat a porlasztott folyadékra fókuszáljuk. A fő célunk, hogy fokozzuk a nagy energiájú részecskenyalábok előállításának hatásfokát, jelentősen növelve az ELI-ALPS hozzájárulását a nemzetközi lézeres részecskegyorsítási kutatásokhoz. A kísérletekhez az ELI 2019 májusában átadott SYLOS lézerét fogjuk használni.•
