Un equipo internacional liderado por investigadores de la Universidad de Salamanca ha desarrollado una nueva estrategia para generar pulsos de attosegundo aislados de forma más sencilla, robusta y accesible, un avance que podría impulsar el estudio de los procesos electrónicos ultrarrápidos en la materia.

En las últimas décadas, los pulsos láser ultracortos en el rango del ultravioleta extremo se han convertido en una herramienta clave para explorar la dinámica de los electrones en escalas de tiempo extremadamente breves, del orden de los attosegundos (una trillonésima de segundo). Sin embargo, su generación suele basarse en técnicas complejas que producen trenes de pulsos, lo que dificulta aislar uno solo sin recurrir a métodos adicionales especializados.

El nuevo trabajo, publicado en Nature Communications, propone una alternativa basada en el uso de un láser infrarrojo de alta energía que se propaga a través de una celda larga rellena de gas. En este entorno, surgen fenómenos no lineales que permiten la emisión directa de un único pulso de attosegundo sin necesidad de técnicas adicionales de aislamiento.

Según explican los autores, este proceso se apoya en la formación de un 'filamento' óptico, una estructura estable de luz que se genera al equilibrarse distintos efectos físicos como la difracción o la ionización del gas. Este filamento actúa como un mecanismo de autorregulación natural que mejora las propiedades del láser: reduce su duración, optimiza su forma espacial y crea las condiciones necesarias para que los armónicos de orden alto se sincronicen y den lugar a un pulso aislado.

Además, los experimentos han demostrado que esta técnica produce pulsos de mayor calidad e intensidad que los métodos tradicionales basados en blancos gaseosos pequeños. El comportamiento observado en distintos gases nobles sugiere que el mecanismo podría ser universal y adaptable a diferentes configuraciones experimentales.

Otro aspecto destacado es que el sistema funciona con un láser de iterbio comercial, una tecnología más económica y extendida que otras fuentes utilizadas habitualmente en óptica ultrarrápida. Esto, unido a la simplicidad del montaje y su potencial automatización, podría facilitar el acceso a esta tecnología a un mayor número de laboratorios.

La investigación ha sido fruto de la colaboración entre el Centro de Investigación en Luz y Materia Estructuradas (LUMES) y el grupo de Aplicaciones del Láser y Fotónica (ALF) de la Universidad de Salamanca, junto con la National Tsing Hua University de Taiwán. El equipo salmantino ha contribuido especialmente al desarrollo de modelos teóricos y simulaciones que permiten comprender los resultados experimentales.

El proyecto ha contado con financiación del Consejo Europeo de Investigación (ERC), el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, la Junta de Castilla y León, el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y el apoyo de la Red Española de Supercomputación.