De la lumière pour changer une molécule en matière corrélée
Turning molecules into correlated matter using extreme light pulses
Marius Hervé, Vincent Loriot, Alexie Boyer, Audrey Scognamiglio, Gabriel Karras, Richard Brédy, Éric Constant et Franck Lépine (équipe Structure & Dynamique Multi-échelle des Édifices Moléculaires), en collaboration avec des collègues de Heidelberg et Leyde, ont publié un article intitulé "Ultrafast dynamics of correlation bands following XUV molecular photoionization" dans la revue Nature Physics.
Marius Hervé, Vincent Loriot, Alexie Boyer, Audrey Scognamiglio, Gabriel Karras, Richard Brédy, Éric Constant and Franck Lépine (Structure & Multi-scale Dynamics of Complex Molecules team), with colleagues from Heidelberg and Leiden, published an article entitled "Ultrafast dynamics of correlation bands following XUV molecular photoionization" in Nature Physics.
L’absorption de la lumière par une molécule est régie par les lois de la mécanique quantique, qui imposent une quantification de leurs niveaux d’énergie électroniques et nucléaires. Les propriétés statiques et dynamiques en découlant ont été largement étudiées pour des excitations faibles, jusque dans l’ultraviolet (UV), mais leur équivalent dans le cas de la matière très excitée reste peu connu.
Dans cet article, les auteurs ont démontré l’existence d’un processus général intervenant lorsqu’une molécule complexe absorbe un rayonnement énergétique dans l’ultraviolet extrême (UVX) : l’absorption opère une transition entre un comportement quantifié, discrétisé, et un comportement proche de celui du solide massif dans lequel la notion de « bandes de corrélation » intervient. Ce nouveau comportement moléculaire, dû à la corrélation électronique, n’existe que pendant quelques femtosecondes (1 fs = 10-15 s), mais pourrait avoir un rôle important dans la physique de la matière excitée, à l’œuvre dans les milieux interstellaires par exemple.
Dans cet article, les auteurs ont démontré l’existence d’un processus général intervenant lorsqu’une molécule complexe absorbe un rayonnement énergétique dans l’ultraviolet extrême (UVX) : l’absorption opère une transition entre un comportement quantifié, discrétisé, et un comportement proche de celui du solide massif dans lequel la notion de « bandes de corrélation » intervient. Ce nouveau comportement moléculaire, dû à la corrélation électronique, n’existe que pendant quelques femtosecondes (1 fs = 10-15 s), mais pourrait avoir un rôle important dans la physique de la matière excitée, à l’œuvre dans les milieux interstellaires par exemple.
Absorption of light in molecules is governed by quantum mechanics, imposing that their electronic and nuclear energy levels are quantified. The resulting static and dynamic properties have been extensively studied at low excitation energies, i.e., up to the ultraviolet (UV) range, but investigations concerning their equivalent in the case of high-energy excitation remain scarce.
In this work, authors demonstrated the existence of a new, general, process, at play when a complex molecule absorbs energetic radiation in the extreme ultraviolet (XUV): the absorption induces a transition from a quantified and discretized description to a behavior similar to the one encountered in solids, where the concept of “correlation bands” comes at play. This new molecular behavior, which is due to electron correlation, can only be observed during a few femtoseconds (1 fs = 10-15 s), but it might play an important role in high-energy photophysics, which is relevant in the interstellar medium for instance.
In this work, authors demonstrated the existence of a new, general, process, at play when a complex molecule absorbs energetic radiation in the extreme ultraviolet (XUV): the absorption induces a transition from a quantified and discretized description to a behavior similar to the one encountered in solids, where the concept of “correlation bands” comes at play. This new molecular behavior, which is due to electron correlation, can only be observed during a few femtoseconds (1 fs = 10-15 s), but it might play an important role in high-energy photophysics, which is relevant in the interstellar medium for instance.
