Żeby badania takie były możliwe, czas trwania odpowiednich impulsów światła (laserowych) powinien być porównywalny do czasów typowych dla ruchu elektronu w atomie lub cząsteczce. Ten typowy czas jest mierzony w tzw. atomowych jednostkach czasu. Ta ostatnia wynosi około 24 attosekundy. Obecnie najkrótszy wytworzony impuls miał czas trwania około 43 attosekund i mieścił się w zakresie miękkiego promieniowania X.
Fizyka attosekundowa (zwana także attofizyką) jest działem fizyki, która zajmuje się zjawiskami związanymi z oddziaływaniem światła z materią we wspomnianych tutaj skalach czasowych. Zwykle wykorzystuje się w tym celu metody spektroskopowe typu pump-probe, które wymagają najnowocześniejszych zestawów eksperymentalnych i zaawansowanych metod teoretycznych do opisu i interpretacji danych zebranych w tych doświadczeniach.
W najprostszym przypadku metoda pump-probe polega na tym, że dwa impulsy laserowe z precyzyjnie określonym czasem opóźnienia pomiędzy nimi są wysyłane w kierunku atomu. Pierwszy impuls (pump) wzbudza atom, a drugi (probe) dokonuje pewnego pomiaru stanu tego samego atomu po ściśle określonym czasie, który eksperymentator może płynnie regulować. Powtarzając wielokrotnie pomiar w tym samym układzie doświadczalnym, ale dla różnych czasów opóźnienia między impulsami laserowymi, można badać dynamikę procesów w skali atomowej.
Badania laureatów tegorocznej Nagrody Nobla z fizyki przyczyniły się do zrozumienia mechanizmów, które rządzą elektronami poruszającymi się w atomach i cząsteczkach. Umożliwiły także kontrolowanie zachowania tychże elektronów. To znalazło zastosowanie chociażby w śledzeniu w czasie reakcji chemicznych na poziomie molekularnym, w diagnostyce medycznej, w precyzyjnym podawaniu leków i w elektronice.
Materiał źródłowy: dr hab. Jarosław Bauer, prof. UŁ