Jan Marcus Dahlström

Wallenberg Academy Fellow 2019

Naturvetenskap

Docent Jan Marcus Dahlström

Lunds universitet

Hur kan man mäta en attosekund? 

En attosekund förhåller sig till en sekund som en sekund förhåller sig till universums ålder. Wallenberg Academy Fellow Jan Marcus Dahlström utvecklar ett slags atomär klocka som kan mäta attosekunder och bland annat användas vid experiment som involverar extrema elektromagnetiska krafter. 

Nobelpriset i kemi 1999 belönade femtosekundspektroskopi, där forskare studerar kemiska reaktioner som sker inom loppet av några femtosekunder (10-15 sekunder). I dag – tjugo år senare – försöker forskare inom fysik och kemi att studera förlopp som sker på attosekundsskalan (10-18 sekunder), bland annat den fotoelektriska effekten där elektroner strålar ut från ett material som belyses med elektromagnetisk strålning. 

Tidigare har ultrakorta laserpulser använts för att göra mätningar av de strålande elektronerna, så kallade fotoelektroner. Problemet är att laserpulsen och fotoelektronerna växelverkar med varandra, vilket gör att det är omöjligt att mäta tidsstrukturen hos de korta laserpulserna. 

För att kunna hålla koll på tiden på attosekundsnivån utvecklar docent Jan Marcus Dahlström vid Lunds universitet en ny slags ”klocka” där han utnyttjar atomer som har elektroner som kan hamna i något som kallas superpositionstillstånd. Han ska nu undersöka hur klockorna påverkar varandra; hur de påverkas av vakuumfluktuationer i det elektromagnetiska fältet; hur lång tid det tar för en grupp klockor att sönderfalla och hur denna process kan kontrolleras. Projektet kommer att ge nya möjligheter att förstå materiens inre. 

Foto: Marcus Marcetic