El estudio fue realizado por el Centro de Investigación en Luz y Materia Estructuradas (LUMES) de la Universidad española de Salamanca, en colaboración con la Tsing Hua University de Taiwán.
En las últimas décadas, los pulsos láser ultracortos con frecuencias en el ultravioleta extremo han revolucionado el estudio del mundo microscópico, ya que estos destellos efímeros de luz permiten investigar y controlar la dinámica ultrarrápida de los electrones en la materia, que sucede en la escala de tiempo de la trillonésima de segundo o attosegundo.
Habitualmente, los pulsos de attosegundo de alta frecuencia se producen cuando un láser infrarrojo intenso interacciona con un pequeño blanco gaseoso, en un proceso conocido como generación de armónicos de orden alto.
Sin embargo, esta técnica produce una sucesión de pulsos y aislar un único pulso de attosegundo es una tarea complicada que a menudo requiere de técnicas especializadas, lo que dificulta la adopción de esta tecnología en muchos laboratorios, de manera que el avance de la ciencia ultrarrápida todavía depende en gran medida de la capacidad para generar pulsos de attosegundo aislados de forma estable y accesible.
La propuesta de los científicos se basa en aprovechar los fenómenos no lineales que aparecen cuando un láser infrarrojo de alta energía se propaga a través de una celda larga rellena de gas, algo que crea una región con condiciones óptimas para la emisión de pulsos de attosegundo por medio de la generación de armónicos altos, sin necesidad de medidas adicionales para aislar un único pulso, que emerge de forma natural.
Comprobaron, además, que esta técnica produce pulsos de mejor calidad y mayor intensidad en comparación con los experimentos más habituales que utilizan blancos gaseosos o celdas de pequeño tamaño.
Su análisis en diferentes gases nobles también sugiere que se trata de un mecanismo de autorregulación universal que permitiría adaptar la técnica a configuraciones muy diversas.
Los resultados de los investigadores también constituyen la primera demostración de generación de pulsos de attosegundo aislados utilizando un láser de iterbio comercial.
En los últimos años, este sistema láser de alta potencia con aplicaciones industriales ha empezado a reemplazar a otras fuentes de luz mucho más costosas y complejas en los laboratorios de óptica ultrarrápida, estableciéndose como una alternativa más robusta y accesible.
En combinación con el mecanismo natural de filamentación, la simplicidad en el manejo de la celda larga rellena de gas y la posibilidad de automatización, el nuevo avance podría poner al alcance de más grupos de investigación la tecnología para producir pulsos de attosegundo aislados de alta frecuencia, lo que supone un paso fundamental para explorar los fenómenos electrónicos más rápidos en la materia.