Perspektiven für das Verständnis fundamentaler Elektronenkorrelationen durch Attosekundenspektroskopie

Abstract Molekülorbitale sind ein sehr erfolgreiches Konzept in der Chemie zur Beschreibung der elektronischen Struktur von Molekülen. Diese Beschreibung ist jedoch unzureichend, wenn die Elektronen in Molekülen stark korreliert sind und nicht als unabhängige Teilchen behandelt werden können. Die Auswirkungen solcher Elektronenkorrelationen sind allgegenwärtig in der Spektroskopie innerer Valenzelektronen durch Ultraviolett‐ und Röntgenstrahlen, außerdem können Elektronenkorrelationen Ladungswanderungen in Molekülen vorantreiben und sind verantwortlich für viele exotische Eigenschaften stark korrelierter Materialien. Zeitaufgelöste Spektroskopie mit Attosekundenzeitauflösung kann im Allgemeinen Elektronendynamik in Echtzeit verfolgen und dadurch einen experimentellen Zugang zu Phänomenen eröffnen, welche durch Elektronenkorrelation vorangetrieben werden. Die Spektroskopie hoher Harmonischer im Speziellen verwendet die präzise zeitabgestimmte Rekollision von Laser‐beschleunigten Elektronen, um die elektronische Struktur und Dynamik des untersuchten Systems auf einer sub‐Femtosekunden‐Zeitskala zu messen. In diesem Aufsatz diskutieren wir die Möglichkeiten der Spektroskopie hoher Harmonischer, um Elektronendynamik in Molekülen zu verfolgen. Wir besprechen, wie die Spektroskopie hoher Harmonischer auf qualitative und quantitative Weise analysiert werden kann, um die detaillierte Elektronendynamik in Molekülen nach der Ionisierung zu verfolgen. Ein neuer theoretischer Formalismus für die Rekonstruktion von korrelationsgetriebener Ladungsmigration wird eingeführt. Die Bedeutung der Elektronen‐Ionen‐Verschränkung und der elektronischen Kohärenz für die Rekonstruktion der Elektronenlochdynamik auf der Attosekundenskala wird diskutiert. Diese Fortschritte machen die Spektroskopie mit hohen Harmonischen zu einer vielversprechenden Methode, um fundamentale Elektronenkorrelationen aufzudecken und experimentelle Daten zu komplexen Elektronendynamiken bereitzustellen.