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URL:https://www.i2m.univ-amu.fr/evenements/classical-mechanisms-of-recolli
 sion-and-high-harmonic-generation/
SUMMARY:Simon Berman (I2M\, Aix-Marseille Université): Classical mechanism
 s of recollision and high harmonic generation
DESCRIPTION:Simon Berman: Mécanismes classiques de recollisions et génér
 ation d'harmoniques d'ordres élevés\nTrente ans après la démonstration
  de la production d'harmoniques laser par interaction laser-gaz non linéa
 ire\, la génération d'harmoniques d’ordre élevées (HHG) est utilisé
 e pour sonder la dynamique moléculaire et réalise son potentiel technolo
 gique comme source compacte d'impulsions attosecondes XUV à la gamme de r
 ayons X. Malgré les progrès expérimentaux\, le coût de calcul excessif
  des simulations fondées sur les premiers principes et la difficulté de 
 dériver systématiquement des modèles réduits pour l'interaction non pe
 rturbatif et à échelles multiples d'une impulsion laser intense avec un 
 gaz macroscopique d'atomes ont entravé les efforts théoriques. Dans cett
 e thèse\, nous étudions des modèles réduits de premier principe pour H
 HG utilisant la mécanique classique. En utilisant la dynamique non linéa
 ire\, nous élucidons le rôle indispensable joué par le potentiel ioniqu
 e lors des recollisions dans la limite du champ fort. Ensuite\, en emprunt
 ant une technique de la physique des plasmas\, nous dérivons systématiqu
 ement une hiérarchie de modèles hamiltoniens réduits pour l’interacti
 on cohérente entre le laser et les atomes lors de la propagation des impu
 lsions. Les modèles réduits permettent une dynamique électronique soit 
 classique\, soit quantique. Nous construisons un modèle classique qui con
 corde quantitativement avec le modèle quantique pour la propagation des c
 omposantes dominantes du champ laser. Dans une géométrie simplifiée\, n
 ous montrons que le rayonnement à fréquence anormalement élevée observ
 é dans les simulations résulte de l’interaction délicate entre le pi
 égeage d’électrons et les recollisions de plus grande énergie provoqu
 és par les effets de propagation.\n-\nMots clés : Mécanique hamiltonien
 ne\, Dynamique non-Linéaire\, Physique attoseconde\, Systèmes hamiltonie
 ns\, Génération d'harmoniques d'ordre élevé\, Dynamique moléculaire\,
  Plasmas (gaz ionisés).\n\nClassical mechanisms of recollision and high h
 armonic generation\nThirty years after the demonstration of the production
  of high laser harmonics through nonlinear laser-gas interaction\, high ha
 rmonic generation (HHG) is being used to probe molecular dynamics in real 
 time and is realizing its technological potential as a tabletop source of 
 attosecond pulses in the XUV to soft X-ray range. Despite experimental pro
 gress\, theoretical efforts have been stymied by the excessive computation
 al cost of first-principles simulations and the difficulty of systematical
 ly deriving reduced models for the non-perturbative\, multiscale interacti
 on of an intense laser pulse with a macroscopic gas of atoms. In this thes
 is\, we investigate first-principles reduced models for HHG using classica
 l mechanics. Using nonlinear dynamics\, we elucidate the indispensable rol
 e played by the ionic potential during recollisions in the strong-field li
 mit. Then\, borrowing a technique from plasma physics\, we systematically 
 derive a hierarchy of reduced Hamiltonian models for the self-consistent i
 nteraction between the laser and the atoms during pulse propagation. The r
 educed models can accommodate either classical or quantum electron dynamic
 s. We build a classical model which agrees quantitatively with the quantum
  model for the propagation of the dominant components of the laser field. 
 In a simplified geometry\, we show that the anomalously high frequency rad
 iation seen in simulations results from the delicate interplay between ele
 ctron trapping and higher energy recollisions brought on by propagation ef
 fects.\n\nKeywords: Hamiltonian systems\, Nonlinear dynamics\, Attosecond 
 physics\n*Membres du jury :\nM. Cristel Chandre - Directeur de thèse\nM. 
 Turgay Uzer (GATECH) - Codirecteur\nMme Claire Berger. - Président du jur
 y\nM. Bradley Shadwick - Rapporteur\nM. Emmanuel Lorin - Rapporteur\n\nLie
 ns :\n- theses.fr\n- Fiche de l'ED352
CATEGORIES:Soutenance de thèse,GDAC
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