-
אטו-כימיה (יצירת הרמוניות גבוהות, ספקטרוסקופיה אולטרא-מהירה).
-
אופטיקה לא לינארית קיצונית.
-
טכניקות נומריות: פתרון משוואת שרדינגר התלויה בזמן לאטומים ומולקולות בשדות קרינה חזקים.
מעבר אלקטרונים בתוך ובין מערכות אטומיות ומולקולריות עומד ביסודם של כל התהליכים בטבע (למעט תהליכים המערבים אנרגיה גרעינית). הוא אחראי, בין השאר, לתהליך הפוטוסינטזה בצמחים, לפליטת קרינה ע"י לייזרים, להעברת אותות חשמליים בתאי עצב בגופנו, ולקביעת היתכנותן ותוצאתן של ריאקציות כימיות. קבוצתינו עוסקת בדימות ושליטה בתהליכים אלקטרוניים המעורבים בריאקציות כימיות, בסקאלת הזמן העצמית בה הם מתרחשים [פמטו-שניות (מיליונית המיליארדית של שניה) ועד אטו-שניות (אלפית הפמטו-שניה)]- תחום מדעי הקרוי "אטו-כימיה". אנו מפתחים מכונה המסוגלת "לצלם" או "להסריט" תהליכים אלקטרוניים במולקולות בזמן אמת, ברזולוציה של מספר אטו-שניות. אנו מאמינים כי דימות והבנה מעמיקה של תהליכים אלקטרוניים במולקולות הם הבסיס שעליו אפשר יהיה לפתח טכניקות לשליטה בתוצאתן של תגובות כימיות. בכך יפתחו אפיקי מחקר חדשים בתחומי הסינטזה של חומרים חכמים, מדעי החיים, מדעי האנרגיה, אחסון מידע במדיה חשמלית ומגנטית ועוד.
אנו משתמשים בלייזרים חזקים המשגרים פולסים קצרים של אור (שהספקם הרגעי גבוה פי 20 מהספק צריכת החשמל במדינת ישראל כולה) כדי להזיז ולתלוש אלקטרונים בתוך אטומים ומולקולות ובכך מסוגלים לדמות את המבנה של אורביטלים אלקטרוניים, לשלוט על תנועת האלקטרונים במהלך ריאקציות כימיות, לבצע התנגשויות בין אלקטרונים ויונים המובילים לפליטת קרינת רנטגן דמויית לייזר, ועוד. המחקר משלב מערכות וכלים ניסיוניים ונומריים-תיאורטיים מתקדמים ביותר מתחומי הפיסיקה והאופטיקה, המיושמים במטרה להבין את התהליכים היסודיים ביותר בכימיה.
