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Attostructura participa en el Pint os Science24

Carlos Hernández García, investigador principal del proyecto Attostructura, se sumará al emocionante evento de Pint of Science24. Este festival internacional, celebrado anualmente en bares, pubs y otros espacios informales en múltiples países alrededor del mundo, ofrece una experiencia única donde científicos e investigadores comparten sus conocimientos en charlas amenas y accesibles para todos los públicos.

Durante Pint of Science, el intercambio de ideas fluye en un ambiente relajado y social, buscando acercar la ciencia a la sociedad y promover el diálogo entre expertos y el público en general.

No te pierdas la participación de Carlos el 13 de mayo con su fascinante charla «La vida en una trillonésima de segundo», que comenzará a las 20:00 en Manolita (C/ Palominos 21). ¡Una oportunidad imperdible para explorar los misterios de nuestro universo en un entorno informal y divertido!

¿Cuáles son los procesos más breves que conocemos en la naturaleza? ¿Cómo podemos fotografiarlos? A lo largo de la historia, los científicos hemos tratado de desentrañar los procesos que ocurren en escalas de tiempo imperceptibles para el ser humano. Gracias al desarrollo de la tecnología láser, hoy en día podemos observar procesos atómicos que ocurren en trillonésimas de segundo, o lo que es lo mismo, en attosegundos. En esta charla veremos cuáles son esos procesos y cómo podemos fotografiarlos. Un fascinante viaje por el tiempo que ha sido reconocido con el Premio Nobel de Física en 2023.

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2×1 en pulsos láser ultracortos

En las últimas décadas, los pulsos láser ultracortos han revolucionado nuestra manera de estudiar el mundo microscópico a través de la interacción de la luz coherente con la materia. La generación y manipulación de estos campos electromagnéticos efímeros nos permite acceder a los fenómenos atómicos más rápidos de la naturaleza, que suceden en la escala de tiempo de los femto a los attosegundos (10-15-10-18 s). El rápido avance de la tecnología láser ha permitido, en los últimos años, sintetizar pulsos infrarrojos con duraciones sub-ciclo, en los que la estructura más intensa del campo eléctrico de la luz apenas tiene tiempo de completar una oscilación a su frecuencia central. Estos pulsos proporcionan una herramienta única para explorar el movimiento de los electrones en átomos y moléculas, pero su generación todavía está limitada a montajes extremadamente costosos y complejos.

Recientemente, demostramos que estos pulsos sub-ciclo pueden obtenerse de forma mucho más sencilla en sistemas rutinarios basados en la propagación de la luz a través de fibras huecas rellenas de gas con un gradiente de presión decreciente. Esta propuesta se basa en un fenómeno sorprendente de la óptica no lineal, conocido como auto-compresión solitónica, por el que un pulso láser intenso puede, por sí solo, ensanchar y organizar simultáneamente su espectro de frecuencias, reduciendo casi al límite su duración. Siguiendo unas reglas de escala para diseñar los parámetros de la fibra y del pulso de entrada, esta técnica permite generar pulsos sub-ciclo infrarrojos de muy buena calidad.

No contentos con alcanzar duraciones de apenas un femtosegundo, en nuestro último trabajo, realizado en colaboración con investigadores del Politecnico di Milano y la Heriot-Watt University, hemos explorado la aplicación de estos campos sub-ciclo para generar pulsos láser aún más cortos en el régimen de los attosegundos. Para ello, hemos aprovechado el fenómeno de generación de armónicos de orden alto, que surge de la interacción de un pulso infrarrojo intenso con los átomos de un gas. Cuando la interacción se realiza con un láser convencional, este proceso funciona como una cadena de producción de pulsos de attosegundo en el ultravioleta extremo, dando lugar a una serie de destellos de luz que se suceden a intervalos de tiempo regulares. Sin embargo, si la interacción la realiza uno de nuestros anteriores pulsos sub-ciclo, el proceso de generación de armónicos se confina de manera natural a un único evento, lo que resulta en la emisión directa de un pulso de attosegundo aislado. Estos pulsos ultravioletas solitarios constituyen una herramienta muy codiciada en aplicaciones de ciencia ultrarrápida donde se necesita un control muy preciso y una gran resolución temporal.

Así, nuestro estudio abre las puertas a una nueva generación de sistemas compactos basados en fibras en los que, partiendo de un pulso láser infrarrojo estándar, se combinan por primera vez su auto-compresión extrema hasta el régimen sub-ciclo y su aplicación directa para generar pulsos de attosegundo aislados en el ultravioleta extremo.

Más información en:

  1. F. Galán, J. Serrano, E. C. Jarque, R. Borrego-Varillas, M. Lucchini, M. Reduzzi, M. Nisoli, C. Brahms, J. C. Travers, C. Hernández-García, and J. San Roman, “Robust isolated attosecond pulse generation with self-compressed sub-cycle drivers from hollow capillary fibers,” ACS Photonics 11(4), 1673-1683 (2024).

https://doi.org/10.1021/acsphotonics.3c01897

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VI Concurso Fotográfico «Día de la luz»

Con motivo de la proclamación del 16 de mayo como «Dia Internacional de la Luz y las Tecnologías Basadas en Luz» por la Organización de Naciones Unidas, el Máster Universitario en Fisica y Tecnología de los Láseres convoca la VI edición del Concurso Fotografico «Dia de la Luz». 

En la organización del concurso y formación del jurado participan:

 

El concurso esta abierto a estudiantes de Grado, Máster o Doctorado,  profesorado y miembros de la comunidad universitaria de la Universidad de Salamanca y de la Universidad de Valladolid, así como egresados del Máster en Física y Tecnología de los Láseres que no formen parte del jurado

El plazo de participación esta abierto hasta el día 31 de mayo. Cada participante puede enviar hasta dos fotografías a cada una de las categorías establecidas: 

  • Tecnologias de la luz y Fenômenos Opticos
  • El Láser

Se otorgarán 4 premios: 

  • Primer premio en la categoría Tecnologías de la Luz y Fenómenos Ópticos: 200 euros.
  • Segundo premio en la categoría Tecnologías de la Luz y Fenómenos Ópticos: 100 euros
  • Primer premio en la categoría El Láser: 200 euros
  • Segundo premio en la categoría El Láser: 100 euros

Además, aquellos premiados que sean estudiantes de Grado, Máster o Doctorado recibirán un año de suscripción gratuita a la Real Sociedad Española de Física con acceso on-line a la Revista de Física. Las fotografías premiadas serán publicadas en la revista Óptica Pura y Aplicada de la Sociedad Española de Óptica (SEDOPTICA).

Las bases completas del concurso están disponibles en la web del Máster en Física y Tecnología de los Láseres (laser.usal.es/posgrado)

LogosConcursoFoto2024
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adminVI Concurso Fotográfico «Día de la luz»

Investigadores del Institute of Ion Beam Physics and Materials Research visitan ALF-USAL

Los investigadores Rang Li y Chi Pang, del Institute of Ion Beam Physics and Materials Research (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf) realizaron la semana pasada una campaña de experimentación en el Laboratorio Láser de la USAL.

Estos investigadores trabajan en el desarrollo de nuevos materiales avanzados para aplicaciones en fotónica como las microcavidades de nanomembrana.

Utilizan diversos dispositivos experimentales basados en láseres de pulsos ultracortos desarrollados por los investigadores del grupo ALF Carolina Romero, Ignacio López, Íñigo Sola y Javier Rodríguez

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El presidente de la Junta de Castilla y León se reúne con investigadores del programa del Consejo Europeo de Investigación

El lunes 18 de marzo, el presidente de la Junta de Castilla y León, Alfonso Fernández Mañueco, sostuvo una reunión con siete de los nueve investigadores de la región seleccionados en el programa ERC (Consejo Europeo de Investigación), entre los cuales figura Carlos Hernández García, integrante del Grupo ALF – USAL e investigador principal del proyecto Attostructura.

La noticia ha sido ampliamente difundida por varios medios de comunicación, quienes han emitido notas de prensa al respecto

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OP Sesión – Random Lasers: Controlling their spectra persistence 

Pedro Moronta del Instituto de Ciencias de Materiales de Madrid (ICMM), impartirá el seminario titulado «Random lasers: controlling their spectral persistence» el viernes, 22 de marzo a las 13:00.

El seminario se llevará a cabo en el salón II del Edificio Trilingüe de la Universidad de Salamanca.

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Investigadores del grupo ALF – USAL participan en el congreso HILAS

Investigadores del grupo ALF de la USAL, incluyendo a Carlos Hernández García, Marina Fernández Galán y Rodrigo Hernández Martín, participaron en el congreso de High-Intensity Lasers and High-Field Phenomena (HILAS), que tuvo lugar del 12 al 14 de marzo en Viena.

HILAS sirve como una plataforma destacada para que científicos e investigadores exploren avances de vanguardia y descubrimientos en el campo de los láseres de alta intensidad y los fenómenos de campo alto. El congreso proporciona un espacio para discusiones, presentaciones y colaboraciones entre expertos en diversas disciplinas, incluyendo física, óptica, ingeniería y ciencia de materiales. A través de discursos principales, sesiones de paneles y talleres, HILAS facilita el intercambio de conocimientos y fomenta la innovación en este campo en constante evolución.

Se han presentado los siguientes trabajos:

  • Simulating Macroscopic High-order Harmonic Generation Driven by Structured Laser Beams Using Artificial Intelligence, Carlos Hernandez-Garcia; Universidad de Salamanca, Spain.
    • Employing artificial intelligence, we integrate microscopic quantum computations based on the time dependent Schrödinger equation with macroscopic physics, to unveil hidden signatures in the ultrafast electronic dynamics of high-order harmonic generation by structured laser beams.
  • Compact Generation of Isolated Attosecond Pulses Driven by Self-compressed Subcycle Waveforms, Marina F. Galán1, Javier Serrano1, Enrique Conejero Jarque1, Rocío Borrego-Varillas2, Matteo Lucchini3, Maurizio Reduzzi3 , Mauro Nisoli3 , Christian Brahms4, John C. Travers4, Carlos Hernandez-Garcia1, Julio San Roman1; 1 Universidad de Salamanca, Spain; 2 IFN-CNR, Italy; 3 Politecnico di Milano, Italy; 4 Heriot-Watt University, United Kingdom.

We theoretically demonstrate a compact and robust scheme for the direct generation of extreme ultraviolet isolated attosecond pulses from high-order harmonics driven by self-compressed subcycle waveforms produced in a gas-filled hollow capillary fiber.

  • Generation of high-order harmonic spatiotemporal optical vortices, Rodrigo Martín Hernández1,2, Guan Gui3, Luis Plaja1,2, Henry K. Kapteyn3, Margaret M. Murnane3, Miguel A. Porras4, Chen-Ting Liao3,5, Carlos Hernandez-Garcia1,2; 1 Grupo de Investigación en Aplicaciones del Láser y Fotónica. Departamento de Física Aplicada, Universidad de Salamanca, Spain; 2 Unidad de Excelencia en Luz y Materia Estructuradas (LUMES), Universidad de Salamanca, Spain; 3 JILA and Department of Physics, University of Colorado and NIST, USA; 4 Grupo de Sistemas Complejos, ETSIME, Universidad Politécnica de Madrid, Spain; 5 Department of Physics, Indiana University, USA.

We theoretically and experimentally demonstrate the generation of high-topological charge, extreme-ultraviolet (EUV) spatiotemporal optical vortices (STOV) from high-order harmonic generation. EUV-STOVs are unique structured light tools for exploring ultrafast topological laser-matter interactions.

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CSI Zamora-Salamanca: reconstruyendo pulsos vectoriales con amplitude swing

Caracterizar temporalmente pulsos láser ultracortos (en la escala del femtosegundo, i.e., 10-15 segundos) es como reconstruir la escena de un crimen: los pulsos de luz son tan rápidos que no podemos pillarlos in fraganti, sólo podemos reconstruirlos a partir de las pistas que nos dejan.

Típicamente se trabaja con pulsos escalares polarizados linealmente, en los que el estado de polarización es constante en el tiempo (la polarización hace referencia a la trayectoria que describe la luz en el plano transversal). Para identificar a este tipo de pulsos, se necesita conocer su amplitud o intensidad y su fase. Existe otro tipo de pulsos en los que la polarización varía temporalmente, conocidos como pulsos vectoriales. Éstos son más complejos que los escalares, y necesitamos conocer la amplitud y fase de sus dos componentes, y la fase relativa entre ellas. Si identificar un pulso escalar es equivalente a identificar a un criminal, conocer un pulso vectorial sería equivalente a conocer a una banda compuesta por dos criminales, y, además, la relación que existe entre ellos.

Un tipo de técnicas de caracterización se basan en medir el espectro de una señal no lineal mientras el pulso sufre algún tipo de modificación. En la técnica amplitude swing (a-swing), desarrollada por investigadores del grupo ALF, se generan dos réplicas del pulso a medir, retardadas temporalmente entre sí, y se mide el espectro de segundo armónico (se dobla la frecuencia) para distintas amplitudes relativas de dichas réplicas. Así, se obtiene una traza bidimensional (un mapa en el que el color representa la intensidad), que es como una huella dactilar del pulso. En algunas técnicas se dan ambigüedades, es decir, dos pulsos distintos generan la misma traza, como si dos personas tuvieran la misma huella dactilar. Mediante algoritmos, se pueden extraer la información del pulso que genera la traza (nuestra pista).

La mayoría de las técnicas sólo permiten caracterizar pulsos escalares. Si queremos reconstruir un pulso vectorial con una de estas técnicas necesitamos varias trazas, es decir, varias huellas. Por el contrario, una única traza de a-swing contiene la información necesaria para identificar un pulso vectorial. Además, estas trazas se obtienen con un montaje en línea, compacto y versátil.

En este trabajo, analizamos las trazas de a-swing analítica y numéricamente para estudiar cómo se codifica la información de los pulsos vectoriales, y desarrollamos una estrategia para extraerla. Ésta se aplica a trazas simuladas y experimentales, demostrando que se puede reconstruir un pulso vectorial a partir de su traza a-swing. Si no quieren ser cazados, deberán evitar dejar este tipo de huellas…

Más información en: 

Cristian Barbero, Benjamín Alonso, and Íñigo J. Sola, «Characterization of ultrashort vector pulses from a single amplitude swing measurement,» Opt. Express 32, 10862-10873 (2024) https://doi.org/10.1364/OE.515198
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Attociencia

Los destellos de luz más rápidos que podemos producir de forma controlada no duran mas que unas cuantas trillonésimas de segundo o, lo que es lo mismo, unos cuantos attosegundos. Con ellos podemos observar cómo se desarrollan los procesos electrónicos en los átomos y moléculas. La attofísica ha emergido como un nuevo ámbito en el estudio de la naturaleza, pero ¿cómo hemos llegado hasta aquí? Este artículo narra el esfuerzo colectivo para llegar a producir pulsos de luz de duraciones progresivamente más cortas, merecedor del Premio Nobel de Física del año 2023. Una apasionante historia jalonada de hitos, cambios de paradigma e inspiración que nos proporciona un nuevo relato sobre el apasionante desarrollo del progreso científico. 

Más información en:
L. Plaja, «Attociencia», Revista Española de Física 37-4, 49 (2023) 

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Celebración de la reunión inaugural de la red FASLIGHT

Aunque en funcionamiento desde junio de 2023, la red FASLIGHT (RED2022-134391-T) ha comenzado oficialmente su trayectoria con la celebración de su reunión inaugural.

La reunión tuvo lugar los días 18 y 19 de enero de 2024 en la Facultad de Física de la Universidad de Salamanca, reuniendo a más de 65 investigadores de los 15 nodos que conforman la red.

Durante el evento, los representantes de cada uno de los nodos presentaron sus trabajos, líneas de investigación, recursos y propuestas de colaboración dentro de la red. Casi 30 estudiantes de doctorado de cada uno de los nodos presentaron sus trabajos en formato de póster en sesiones organizadas para este propósito.

La noticia de la realización de la reunión inaugural de la red fue publicada en varios medios locales, incluido el servicio de comunicación de la Universidad de Salamanca.

Puedes consultar las fotografias realizadas durante el evento en la pagina web de la red FASLIGHT.

 
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