马克斯波恩研究所的研究人员现已使用太赫兹频率范围内的超快二维光谱绘制了线性和非线性光学极化子响应。正如他们在最新一期《物理评论快报》中讨论的那样，通过近红外飞秒脉冲对异丙醇分子进行多光子电离，产生自由电子，并在液体中探测和/或操纵由此产生的液体介电性质的变化。太赫兹频率范围。

操纵极性液体中电子和溶剂分子的集体运动

电子和周围的溶剂偶极子云通过电力耦合，并且可以进行联合集体运动。这种太赫兹(THz)频率范围内的多体激发被称为极化子，迄今为止几乎尚未被探索。超快太赫兹光谱的新结果证明了在100ps及以上时间范围内相干极化子振荡的生成和操纵，从而能够控制极性液体的动态电特性。

强光或粒子束电离极性液体会产生自由电子，这些电子在皮秒时间尺度(1ps=10-12s)内弛豫到局部基态。弛豫过程包括周围偶极溶剂分子的重新定向和多余能量的耗散。

这样就形成了定向分子云，它屏蔽了电子的电荷。虽然大量的实验和理论工作已经建立了所谓溶剂化电子的单粒子图像，但电子及其周围溶剂云的集体极化子行为尚不清楚。

近红外和一个或两个太赫兹脉冲的相关序列如图1(a，b)所示。在电子弛豫到局域基态期间，集体极化子振荡被脉冲地发射。振荡调制液体的介电功能，从而调制通过激发样品传输的单个太赫兹脉冲的电场[图1]。图1(a，c)和图2(a)]。振荡持续的时间范围令人惊讶，超过100ps，其3.9THz的频率由电子浓度和液体的介电特性决定。

与额外的太赫兹脉冲的相互作用会扰乱这种振荡响应[图。图1(b，d)和图2(b)]，导致扰动期间振荡相位和频率发生显着变化。扰动太赫兹脉冲的电场会引起非共振非线性极化，作用于极化子并改变电子和溶剂云的集体振荡。

极化子振荡与空间电荷的调制相关，导致纳米延伸的球形分子云的径向(即纵向尺寸)振荡，其屏蔽溶剂化电子的电荷。周期性尺寸变化会影响极化子的宏观极化率，使其可以使用太赫兹电场进行光学探测。

振荡的纵向特征对于它们与液体的其他激励的弱耦合至关重要，这导致相干运动的弱阻尼。基于克劳修斯-莫索蒂局部场模型的连续介质模型内的理论计算再现了观察到的相位调制。

结果强调了极性分子系综中多体相互作用的重要性，并为通过外部太赫兹激励瞬态操纵和操纵极性液体中的介电特性开辟了前景。